C#异步编程的三种模式

2022-07-15,,

使用异步编程,方法调用是在后台运行(通常在线程和任务的帮助下),并且不会阻塞调用线程。
异步编程有三种模式:异步模式,基于事件的异步模式和基于任务的异步模式(tap)。

一.异步模式

从.net 1.0开始 .net framework就提供了异步特性,.net framework的许多类(但不是全部类)都实现了一个或多个异步模式,自定义类可以通过委托类型实现异步模式。
.net framework的许多类的异步模式定义了beginxxx()方法和endxxx方法。如httpwebrequest类有一个同步方法getresponse方法,其异步方法就是begingetresponse和endgetresponse方法。beginxxx()方法接受其同步方法的所有输入参数,endxxx方法使用同步方法的所有输出参数,并按照同步方法的返回类型来返回结果。使用异步模式时,beginxxx()方法还定义了一个asynccallback参数,用于接受在异步方法执行完成后调用的委托。beginxxx()方法返回iasyncresult,用于验证调用是否完成,并且一直等到方法的执行结束。

var client = new httpwebrequest();
        client.begingetresponse( ar =>
        {
            client.endgetresponse(ar);

        },null);

自定义类可以通过委托类型实现异步模式:
先编写一个同步示例:  

private void button1_click(object sender, eventargs e)
        {
            thread.sleep(5000);
            //messagebox.show("同步完成!");
        }

在窗体上点击该按钮时,线程睡眠五秒,五秒内不可以操作窗体。五秒之后才可以进行别的操作。
编写异步模式:  

private void button2_click(object sender, eventargs e)
        {
            func<int,string> sunctest = (e1) =>
            {
                thread.sleep(e1);
                return "异步模式完成!";
            };

            sunctest.begininvoke(5000,ar =>
            {
                string re =  sunctest.endinvoke(ar);
                messagebox.show(re);

            }, null);
        }

定义一个委托,并添加要执行的方法。然后调用begininvoke方法进行异步执行。begininvoke方法可以传递添加方法的参数,第一个参数是添加的方法的参数,第二个参数的类型是asynccallback。asynccallback是一个委托,需要iasyncresult作为参数。当执行完异步方法之后,将调用这个委托引用的方法。使用sunctest.endinvoke(ar)方法来检索结果。
这里不能直接把结果返回给ui,因为ui绑定到一个单独的线程,而回调方法在一个后台线程中运行。需要使用窗体的invoke方法,它在会绑定到ui的集合中添加项。

func<int,string> sunctest = (e1) =>
            {
                thread.sleep(e1);
                return "异步模式完成!";
            };
            string s = this.invoke(sunctest, 5000).tostring();
            label1.text = s;

二.基于事件的异步模式

在wf和wpf中,使用异步模式更新界面很复杂。.net 2.0 推出基于事件的异步模式。在这种模式中,事件处理程序是被拥有同步上下文的线程调用,所以更新界面会很容易。这种模式也称为异步组件模式。
同样.net framework中的许多类提供了基于事件异步模式的方法,基于事件的异步模式定义了带有“async”后缀的方法。

var client = new webclient();
        client.credentials = req.credentials;
        client.downloadstringcompleted += (sender1, e1) =>
          {
            string resp = e1.result;
            var images = req.parse(resp);
            foreach (var image in images)
            {
              searchinfo.list.add(image);
            }
          };
        client.downloadstringasync(new uri(req.url));

对于自定义的类可以使用backgroundworker类(可以查看msdn)来实现基于事件的异步模式:

private void button3_click(object sender, eventargs e)
            {
                string s="";
                backgroundworker bw = new backgroundworker();
                bw.dowork += (sender1,e1) =>
                {
                    thread.sleep(5000);
                    s = "基于事件的异步完成!";
                };

                bw.runworkercompleted += (sender1, e1) =>
                    {
                        label1.text = s;
                    };

                bw.runworkerasync();
            }

这里定义要调用的一个事件。当调用runworkerasync()方法时,触发dowork事件。当异步方法执行完成之后会触发runworkercompleted事件,该事件会执行添加的方法。
这里可以直接访问ui元素,因为事件处理程序是从拥有上下文的线程中调用的,在wf和wpf应用程序中,拥有同步上下文的线程就是ui线程。

三.基于任务的异步模式(tap)

在.net 4.5中推出基于任务的异步模式。这种是基于.net 4.0 中新增的task类型,并通过async和await关键字来使用编译器功能。
同样.net framework中的许多类提供了基于事件异步模式的方法,基于事件的异步模式定义了带有“async”后缀的方法,并返回一个task类型。
这里介绍自定义的基于任务的异步模式

private async void button4_click(object sender, eventargs e)
        {
            
            string re =  await asynctasktestasync();
            label1.text =re;
        }

        task<string> asynctasktestasync()
        {
            return task.run(() =>
                {
                    thread.sleep(5000);
                    return "基于任务的异步完成!";
                }
            );
        }

基于任务的异步模式指定,在异步方法名后最好加上async后缀,并返回一个任务。这里返回task<string>。调用asynctasktestasync()时不需要声明一个task<string>变量来设置asynctasktestasync()方法的返回结果。只需要声明一个string类型的变量,并使用await关键字。await关键字会接触线程(这里是ui线程)的阻塞,完成其它任务。当asynctasktestasync()方法完成之后,返回ui线程,ui线程就可以从后台线程中获得结果。然后执行await后面的代码。
使用await关键字需要用async修饰声明的方法。在asynctasktestasync方法完成前,该方法内的其它代码不会继续执行,但是启动button4_click方法的线程可以被重用。
async只能用于返回task或void的方法。不能用于程序的入口,即main方法。await只能用于返回task的方法。

以上就是本文的全部内容,希望对大家的学习有所帮助,也希望大家多多支持。

《C#异步编程的三种模式.doc》

下载本文的Word格式文档,以方便收藏与打印。