隨著.NET Core的流行，相信你現(xiàn)在的代碼中或多或少的會用到async以及await吧！畢竟已成標配。那么我們?yōu)槭裁匆胊sync以及await呢？其實這是微軟團隊為我們提供的一個語法糖，讓我們不用996就可以輕松的編寫異步代碼，并無太過神奇的地方。那么，問題來了，什么是異步？異步到底又是怎樣的一個過程呢？

從一個故事說起

在開始講異步前我們先從一個生活中的小故事說起吧。話說2019年12月15日周日這一天有位程序猿小祝在這天居然沒有加班，選擇在家休息了，然后他習慣性的用Microsoft To Do羅列了一下這天要做的事情，如下圖所示：

這一天這個程序猿小祝計劃早上九點起床洗澡，然后吃早餐，洗衣服，分享一篇關(guān)于C#異步相關(guān)的文章，晚上在家加下班~~沒錯，這個苦逼休息的時候也得工作，不然下周的任務(wù)有可能完不成要挨批了。

這個時候這個程序猿小祝可以選擇，1.起床洗澡，2.吃早餐，3.洗衣服，4.寫文章，5.打會球然后“遠程寫代碼”。這個過程有嚴格的執(zhí)行順序，這個過程可以視為一個同步的過程。如下圖所示：

當然，這個程序猿小祝卻采用了另一種方式來進行：起床后先把衣服換下來用洗衣機洗了，然后開始洗澡，然后吃飯，寫了一會文章，然后等衣服洗好后再把衣服給晾好繼續(xù)回來寫文章，最后在晚上的時候遠程寫代碼。在這個過程中這個程序猿在洗衣服的同時就去洗澡，吃飯寫了會文章了，這個過程就是一個異步的過程。

可能這個故事比喻的不恰當，不過大伙將就著看下吧，總結(jié)一下同步跟異步吧：

同步方法：可以認為程序是按照你寫這些代碼時所采用的順序執(zhí)行相關(guān)的指令的。

異步方法：可以在尚未完成所有指令的時候提前返回（如上面的洗衣服過程沒執(zhí)行完就返回去洗澡了），等到該方法等候的那項任務(wù)執(zhí)行完畢后，在令這個方法從早前還沒執(zhí)行完的那個地方繼續(xù)往下運行（如：衣服洗好晾好后，繼續(xù)寫文章了）。

下面我們結(jié)合偽代碼來進行更加詳細的講解吧。

偽代碼實例講解

這一節(jié)我們就用偽代碼來分別實現(xiàn)下同步過程及異步過程吧。

同步過程

下面我們用偽代碼來實現(xiàn)上述故事中的過程吧。

static?void?Main(string[]?args){Console.WriteLine("Main異步演示開始~~~~~");Stopwatch?stopwatch?=?Stopwatch.StartNew();Bash();//洗澡BreakFast();//吃早餐WashClothes();//洗衣服WriteArticle();//寫文章WritingCode();//寫代碼Console.WriteLine("Main異步演示結(jié)束~~~~~共用時{0}秒！",?stopwatch.ElapsedMilliseconds/1000);Console.ReadKey();}private?static?void?Bash(){Console.WriteLine("洗澡開始~~~~~");Thread.Sleep(1*1000);//模擬過程Console.WriteLine("洗澡結(jié)束~~~~~");}private?static?void?BreakFast(){Console.WriteLine("吃早餐開始~~~~~");Thread.Sleep(1?*?1000);//模擬過程Console.WriteLine("吃早餐結(jié)束~~~~~");}private?static?void?WashClothes(){Console.WriteLine("洗衣服開始~~~~~");Thread.Sleep(6?*?1000);//模擬過程Console.WriteLine("洗衣服結(jié)束~~~~~");}private?static?void?WriteArticle(){Console.WriteLine("寫文章開始~~~~~");Thread.Sleep(20?*?1000);//模擬過程Console.WriteLine("寫文章結(jié)束~~~~~");}private?static?void?WritingCode(){Console.WriteLine("寫代碼開始~~~~~");Thread.Sleep(12?*?1000);//模擬過程Console.WriteLine("寫代碼結(jié)束~~~~~");}

上面的代碼沒什么難的，寫完代碼后我們直接dotnet run一下代碼，如下圖所示：

我們可以看到這個代碼的執(zhí)行過程是嚴格按照我們編碼的順序執(zhí)行的，即同步運行的代碼。這里用時共40秒！

異步過程

我們只需要稍微改造下使得代碼異步執(zhí)行再來看下效果吧！偽代碼如下：

static?async?Task?Main(string[]?args){Console.WriteLine("Main異步演示開始~~~~~");Stopwatch?stopwatch?=?Stopwatch.StartNew();List<Task>?tasks?=?new?List<Task>{Bash(),//洗澡};tasks.Add(BreakFast());//吃早餐tasks.Add(WashClothes());//洗衣服tasks.Add(WriteArticle());//寫文章tasks.Add(WritingCode());//寫代碼await?Task.WhenAll(tasks);Console.WriteLine("Main異步演示結(jié)束~~~~~共用時{0}秒！",?stopwatch.ElapsedMilliseconds/1000);Console.ReadKey();}private?static?async?Task?Bash(){Console.WriteLine("洗澡開始~~~~~");await?Task.Delay(1*1000);//模擬過程Console.WriteLine("洗澡結(jié)束~~~~~");}private?static?async?Task?BreakFast(){Console.WriteLine("吃早餐開始~~~~~");await?Task.Delay(1?*?1000);//模擬過程Console.WriteLine("吃早餐結(jié)束~~~~~");}private?static?async?Task?WashClothes(){Console.WriteLine("洗衣服開始~~~~~");await?Task.Delay(6?*?1000);//模擬過程Console.WriteLine("洗衣服結(jié)束~~~~~");}private?static?async?Task?WriteArticle(){Console.WriteLine("寫文章開始~~~~~");await?Task.Delay(20?*?1000);//模擬過程Console.WriteLine("寫文章結(jié)束~~~~~");}private?static?async?Task?WritingCode(){Console.WriteLine("寫代碼開始~~~~~");await?Task.Delay(12?*?1000);//模擬過程Console.WriteLine("寫代碼結(jié)束~~~~~");}

然后我們再直接dotnet run一下代碼，如下圖所示：

我們可以看到這個代碼的執(zhí)行過程中遇到await后就會返回執(zhí)行了，待await的代碼執(zhí)行完畢后才繼續(xù)執(zhí)行接下來的代碼的！為了避免有的讀者看不懂，我簡單分析其中一個方法的執(zhí)行過程吧。具體的還需要你自己把異步代碼拷貝下來，多打幾個斷點，然后把等待時間*100（時間長點方便我們查看斷點的進入順序，否則時間短，還沒來得及進斷點可能代碼已經(jīng)執(zhí)行完了）看看斷點的進入步驟吧！

我也只列了一部分，具體的你們自行打斷點看下吧。

異步原理解析

通過上面的偽代碼分析相信你已經(jīng)對異步有所了解了。接下來我們就來看看系統(tǒng)到底是怎么實現(xiàn)出這樣的效果的。下面只是簡單地進行下表述，如果不正確的歡迎大家指正。

編譯器在處理異步方法的時候，會構(gòu)建一種機制，該機制可以啟動await 語句所要等候的那項異步任務(wù)，并使得程序在該工作完成之后，能夠用某個線程繼續(xù)執(zhí)行await語句后面的那些代碼。這個await語句正是關(guān)鍵所在。編譯器會構(gòu)建相應(yīng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并把await之后的指令表示成delegate，使得程序在處理完那項異步任務(wù)之后，能夠繼續(xù)執(zhí)行下面的那些指令。編譯器會把當前方法中的每一個局部變量的值都保存在這個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，并根據(jù)await語句所要等候的任務(wù)來配置相應(yīng)的邏輯，讓程序能夠在該任務(wù)完成之后指派某個線程，從await語句的下一條指令開始繼續(xù)執(zhí)行。實際上，這相當于編譯器生成了一個delegate，用以表示await語句之后的那些代碼，并寫入了相應(yīng)的狀態(tài)信息，用以確保await語句所等候的那項任務(wù)執(zhí)行完畢以后這個delegate能夠正確的得到調(diào)用。

這使得該方法看上去好像是從早前暫停的地方繼續(xù)往下執(zhí)行了，也就是說，系統(tǒng)會把狀態(tài)恢復(fù)到早前暫停的樣式，并且直接把程序中的某個線程放到適當?shù)恼Z句上，令其能夠繼續(xù)向下運行。

這個過程實際上是由SynchronizationContext類來實現(xiàn)的，該類用來保證異步方法能夠在它所等候的任務(wù)執(zhí)行完畢時，從早前停下來的地方繼續(xù)往下運行，并確保該方法此時所處的環(huán)境與上下文能夠與當初的情況一樣。

總結(jié)

通過上面的講述我們可以知道通過async與await關(guān)鍵字寫出來的異步方法并沒有太過神奇的地方。只不過編譯器會針對這種方法生成許多代碼，使得調(diào)用這個方法的主調(diào)方無需等待該方法完工，就可以繼續(xù)往下執(zhí)行，并確保該方法所等候的那項任務(wù)在執(zhí)行過程中發(fā)生的錯誤能夠適當?shù)牡玫交貓蟆＿@樣的好處是，如果異步方法執(zhí)行到await語句時它所要等候的那項任務(wù)還沒有完成，那么該方法的執(zhí)行進度就會暫停在那里，直到那項任務(wù)完成之后，才會繼續(xù)往下執(zhí)行。

希望這篇文章對你有所幫助，當然光了解異步?jīng)]用，還要能夠高效的編寫異步代碼才行哦，接下來我會抽時間講講進行異步開發(fā)的一些建議。當然我以前也寫過相關(guān)的文章，你可以提前看下。同時歡迎大家加入.net core兩千人交流群637326624`交流。當然我不會告訴你，關(guān)注公眾號會第一時間收到文章推送。

很久沒寫文章了，生疏了很多，大家將就著看吧！

參考

《More Effective C#》機械工業(yè)出版社

依樂祝自己的理解

好看你就點點我

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的C#异步编程看这篇就够了的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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