c# 异步和同步问题(转载)
[C#] 谈谈异步编程async await
为什么需要异步,异步对可能起阻止作用的活动(例如,应用程序访问 Web 时)至关重要。 对 Web 资源的访问有时很慢或会延迟。 如果此类活动在同步过程中受阻,则整个应用程序必须等待。 在异步过程中,应用程序可继续执行不依赖 Web 资源的其他工作,直至潜在阻止任务完成。
本节将一步一步带领大家理解async和await。
期间会有
Hello World,原理介绍,异步会提高程序的运行速度吗,async和await,MVC中的异步Action,以及线程中常涉及到的线程安全和信号量,以及微软提供的异步API
推荐先看后顶,学的更快!
Hello World
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static void Main( string [] args) { new Thread(Test) { IsBackground = false }.Start(); //.Net 在1.0的时候,就已经提供最基本的API. ThreadPool.QueueUserWorkItem(o => Test()); //线程池中取空闲线程执行委托(方法) Task.Run((Action)Test); //.Net 4.0以上可用 Console.WriteLine( "Main Thread" ); Console.ReadLine(); } static void Test() { Thread.Sleep(1000); Console.WriteLine( "Hello World" ); } |
原理
其实不管是Task,ThreadPool,本质最终都是Thread。只不过微软帮我们在简化线程控制的复杂度。
线程池是CLR中事先定义好的一些线程。Task取的线程池,只不过在语法上,可以非常方便取返回值。
异步会提高程序的运行速度吗
多线程会提高程序的效率,不会提高运行速度。
这就好比这一个任务让前台花1个小时。前台完成10分钟的时候
打电话给经理,让他安排一个人来干30分钟(new Thread()),他干剩下的20分钟。(创建线程,需要时间,内存资源)
或者从旁边空闲的同事中(ThreadPool 或 Task),拉一个人过来干30分钟。他干剩下的20分钟。(需要的时间少,资源本来就存在)
从上看出,异步会让一份任务时间变长。资源消耗更多。但是可以让前台(UI线程)空闲下来,听从领导(用户)指挥。
async和await只是一个标记
首先看个Demo,
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static void Main( string [] args) { Task.Run(() => //异步开始执行 { Thread.Sleep(1000); //异步执行一些任务 Console.WriteLine( "Hello World" ); //异步执行完成标记 }); Thread.Sleep(1100); //主线程在执行一些任务 Console.WriteLine( "Main Thread" ); //主线程完成标记 Console.ReadLine(); } |
发现执行结果是:
这个很正常。但是我们希望先执行主线程完成标记,不改动主线程和Task的任务情况下,如何处理?
使用await和async
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static void Main( string [] args) { Say(); //由于Main不能使用async标记 Console.ReadLine(); } private async static void Say() { var t = TestAsync(); Thread.Sleep(1100); //主线程在执行一些任务 Console.WriteLine( "Main Thread" ); //主线程完成标记 Console.WriteLine(await t); //await 主线程等待取异步返回结果 } static async Task< string > TestAsync() { return await Task.Run(() => { Thread.Sleep(1000); //异步执行一些任务 return "Hello World" ; //异步执行完成标记 }); } |
1.凡是使用await关键字的方法,都必须打上async标记。
2.async表示方法内有异步方法,调用async方法,会立刻另起线程执行。
3.await只是显示等待线程结束。await表示等待异步方法执行完,并取返回值。
MVC中的异步Action
既然多线程不能提高运行速度,而且每次请求Asp.net程序都是发起一个新的线程,为什么还要用多线程让其“降速”?
为了提高网站的吞吐量。
在MVC中,如果采用异步Action,则会像下面情况执行。
1.请求到达IIS,IIS应用程序池分配一个worker线程用来响应请求。
2.worker线程,执行异步操作,调用CLR线程池线程处理。
3.释放worker线程,响应其他请求。
4.异步操作执行完,w3wp(应用程序池进程)再次分配一个worker线程继续响应。
上述使用场景中,会获取两次worker 线程,这两次获取的线程可能相同,也可能会不同。如果有比较耗时的任务,非常建议把同步请求转换为异步。
线程安全和信号量
先举个线程不安全的例子。
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static void Main( string [] args) { Task.Run((Action)Test); Task.Run((Action)Test); Console.ReadLine(); } private static void Test() { if (!IsComplete) { //todo other Thread.Sleep(500); Console.WriteLine( "执行完成" ); IsComplete = true ; } } public static bool IsComplete { get ; set ; } |
上面的执行结果,这就是线程不安全。(多线程访问同一段代码 产生不确定结果。)
如何解决,涉及到线程锁的概念。线程锁会让多线程访问的时候,一次只允许一个线程进入。
线程锁例子
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private static readonly object lockObj = new object (); public static bool IsComplete { get ; set ; } static void Main( string [] args) { Task.Run((Action)Test); Task.Run((Action)Test); Console.ReadLine(); } private static void Test() { lock (lockObj) //锁住的必须是引用类型。由于在静态方法中,则锁住静态引用类型。 { if (!IsComplete) { //todo other Thread.Sleep(500); Console.WriteLine( "执行完成" ); IsComplete = true ; } } } |
信号量
线程锁的技术使一块代码只能一个线程进入。信号量的存在,则是让同一块代码指定多个线程进入。
信号量(SemaphoreSlim)例子
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static readonly SemaphoreSlim slim = new SemaphoreSlim(2); static void Main( string [] args) { for ( int i = 0; i < 5; i++) { ThreadPool.QueueUserWorkItem(Test, i); } Console.ReadLine(); } private async static void Test( object i) { Console.WriteLine( "准备执行" + i); await slim.WaitAsync(); Console.WriteLine( "开始执行" + i); //todo other await Task.Delay(1000); Console.WriteLine( "执行结束" + i); slim.Release(); } |
上面执行结果
从 .NET Framework 4.5 和 Windows 运行时中列出的 API 包含支持异步编程的方法。
应用程序区域 |
包含异步方法的受支持的 API |
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Web 访问 |
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使用文件 |
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使用图像 |
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WCF 编程 |
作者:Never、C
本文链接:http://www.cnblogs.com/neverc/p/4368821.html
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