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C#

[转] C#异步操作

發布時間：2023/12/10 C# 40 豆豆

生活随笔收集整理的這篇文章主要介紹了 [转] C#异步操作小編覺得挺不錯的,現在分享給大家,幫大家做個參考.

Title

通過委托實現異步調用中BeginInvoke及回調函數的使用

通過委托實現異步調用的步驟：

1.定義委托。

2.將要進行異步調用的方法“實例化”到定義的委托。

3.在委托上調用BeginInvoke方法。其中，BeginInvoke的參數由三個部分構成。第一部分：所定義的委托的函數簽名。

第二部分：希望調用的回調函數的委托。第三部分：自定義委托的實例（該實例將會在回調函數中的IAsyncResult的AsyncRState屬性中重構出我們在步驟2中定義的委托實例，并借助這個實例來調用EndInvoke方法。）

4.如果我們希望在當前線程來處理異步調用的結果，則可以使用BeginInvoke方法返回一個IAsyncResult實例(例如ar)

并在當前線程等待。如果我們希望在異步線程中通過回調函數來處理結果，則我們需要在3中傳遞一個回調委托，并在該處理中調用EndInvoke方法。

以下是一段Programming C#（4版）中的一段實例：

Code
using?System;
using?System.Collections.Generic;
using?System.Linq;
using?System.Text;
using?System.Threading;

namespace?property
{
????public?class?DelegateClass
????{
????????public?delegate?int?AsyncSampDelegate();
????????public?event?AsyncSampDelegate?delEvent;

????????public?void?Run()
????????{
????????????Console.WriteLine("The?Run?Thread?is?{0}",?Thread.CurrentThread.GetHashCode());
????????????foreach?(AsyncSampDelegate?del?in?delEvent.GetInvocationList())
????????????{
????????????????del.BeginInvoke(new?AsyncCallback(ReturnAsync),?del);
????????????}
????????}

????????public?void?ReturnAsync(IAsyncResult?ar)
????????{
????????????//獲得調用委托實例的引用
????????????AsyncSampDelegate?del?=?(AsyncSampDelegate)ar.AsyncState;
????????????int?result?=?del.EndInvoke(ar);
????????????Console.WriteLine("The?result?is?{0},The?Thread?is?{1}",?result,?Thread.CurrentThread.GetHashCode());
????????}
????}

????public?class?FirstSubscribe
????{
????????private?int?myCount?=?0;

????????public?void?AddFunToDel(DelegateClass?tmpDel)
????????{
????????????tmpDel.delEvent+=new?DelegateClass.AsyncSampDelegate(FirstFun);
????????}

????????public?int?FirstFun()
????????{
????????????return?myCount++;
????????}
????}

????public?class?SecondSubscribe
????{
????????private?int?myCount?=?0;

????????public?void?AddFunToDel(DelegateClass?tmpDel)
????????{
????????????tmpDel.delEvent+=new?DelegateClass.AsyncSampDelegate(SecondFun);
????????}

????????public?int?SecondFun()
????????{
????????????return?myCount?+=?2;
????????}
????}

????public?class?App
????{
????????static?void?Main()
????????{
????????????DelegateClass?delClass?=?new?DelegateClass();
????????????FirstSubscribe?fs?=?new?FirstSubscribe();
????????????SecondSubscribe?ss?=?new?SecondSubscribe();

????????????fs.AddFunToDel(delClass);
????????????ss.AddFunToDel(delClass);

????????????Console.WriteLine("The?Main?Thread?is?{0}",?Thread.CurrentThread.GetHashCode());
????????????delClass.Run();
????????????Console.Read();
????????}
????}
}?

多線程和異步操作的異同

　　多線程和異步操作兩者都可以達到避免調用線程阻塞的目的，從而提高軟件的可響應性。甚至有些時候我們就認為多線程和異步操作是等同的概念。但是，多線程和異步操作還是有一些區別的。而這些區別造成了使用多線程和異步操作的時機的區別。

　　異步操作的本質

　　所有的程序最終都會由計算機硬件來執行，所以為了更好的理解異步操作的本質，我們有必要了解一下它的硬件基礎。熟悉電腦硬件的朋友肯定對DMA這個詞不陌生，硬盤、光驅的技術規格中都有明確DMA的模式指標，其實網卡、聲卡、顯卡也是有DMA功能的。DMA就是直接內存訪問的意思，也就是說，擁有DMA功能的硬件在和內存進行數據交換的時候可以不消耗CPU資源。只要CPU在發起數據傳輸時發送一個指令，硬件就開始自己和內存交換數據，在傳輸完成之后硬件會觸發一個中斷來通知操作完成。這些無須消耗CPU時間的I/O操作正是異步操作的硬件基礎。所以即使在DOS 這樣的單進程（而且無線程概念）系統中也同樣可以發起異步的DMA操作。

　　線程的本質

　　線程不是一個計算機硬件的功能，而是操作系統提供的一種邏輯功能，線程本質上是進程中一段并發運行的代碼，所以線程需要操作系統投入CPU資源來運行和調度。

　　異步操作的優缺點

　　因為異步操作無須額外的線程負擔，并且使用回調的方式進行處理，在設計良好的情況下，處理函數可以不必使用共享變量（即使無法完全不用，最起碼可以減少共享變量的數量），減少了死鎖的可能。當然異步操作也并非完美無暇。編寫異步操作的復雜程度較高，程序主要使用回調方式進行處理，與普通人的思維方式有些初入，而且難以調試。

　　多線程的優缺點

　　多線程的優點很明顯，線程中的處理程序依然是順序執行，符合普通人的思維習慣，所以編程簡單。但是多線程的缺點也同樣明顯，線程的使用（濫用）會給系統帶來上下文切換的額外負擔。并且線程間的共享變量可能造成死鎖的出現。

　　適用范圍

　　在了解了線程與異步操作各自的優缺點之后，我們可以來探討一下線程和異步的合理用途。我認為：當需要執行I/O操作時，使用異步操作比使用線程+同步 I/O操作更合適。I/O操作不僅包括了直接的文件、網絡的讀寫，還包括數據庫操作、Web Service、HttpRequest以及.net Remoting等跨進程的調用。

　　而線程的適用范圍則是那種需要長時間CPU運算的場合，例如耗時較長的圖形處理和算法執行。但是往往由于使用線程編程的簡單和符合習慣，所以很多朋友往往會使用線程來執行耗時較長的I/O操作。這樣在只有少數幾個并發操作的時候還無傷大雅，如果需要處理大量的并發操作時就不合適了。

　　實例研究

　　說了那么理論上的東西，可能有些兄弟早就不耐煩了，現在我們來研究幾個實際的異步操作例子吧。

　　實例1：由delegate產生的異步方法到底是怎么回事？

　　大家可能都知道，使用delegate可以“自動”使一個方法可以進行異步的調用。從直覺上來說，我覺得是由編譯器或者CLR使用了另外的線程來執行目標方法。到底是不是這樣呢？讓我們來用一段代碼證明一下吧。

Code
using?System;
using?System.Threading;

namespace?AsyncDelegateDemo
{
??delegate?void?AsyncFoo(int?i);
??class?Program
??{
????///?<summary>
????///?輸出當前線程的信息
????///?</summary>
???///?<param?name="name">方法名稱</param>

????static?void?PrintCurrThreadInfo(string?name)
????{
??????Console.WriteLine("Thread?Id?of?"?+?name+?"?is:?"?+?Thread.CurrentThread.ManagedThreadId+?",?current?thread?is?"
??????+?(Thread.CurrentThread.IsThreadPoolThread???""?:?"not?")
??????+?"thread?pool?thread.");
????}

????///?<summary>
????///?測試方法，Sleep一定時間
????///?</summary>
????///?<param?name="i">Sleep的時間</param>
????static?void?Foo(int?i)
????{
???????PrintCurrThreadInfo("Foo()");
???????Thread.Sleep(i);
????}

????///?<summary>
????///?投遞一個異步調用
????///?</summary>
????static?void?PostAsync()
????{
??????AsyncFoo?caller?=?new?AsyncFoo(Foo);
??????caller.BeginInvoke(1000,?new?AsyncCallback(FooCallBack),?caller);
????}

????static?void?Main(string[]?args)
????{
??????PrintCurrThreadInfo("Main()");
??????for(int?i?=?0;?i?<?10?;?i++)
??????{
?????????PostAsync();
??????}
??????Console.ReadLine();
????}

????static?void?FooCallBack(IAsyncResult?ar)
????{
??????PrintCurrThreadInfo("FooCallBack()");
??????AsyncFoo?caller?=?(AsyncFoo)?ar.AsyncState;
??????caller.EndInvoke(ar);
????}
??}
}?

這段代碼代碼的輸出如下：

Thread Id of Main() is: 1, current thread is not thread pool thread.

Thread Id of Foo() is: 3, current thread is thread pool thread.

Thread Id of FooCallBack() is: 3, current thread is thread pool thread.

Thread Id of Foo() is: 3, current thread is thread pool thread.

Thread Id of Foo() is: 4, current thread is thread pool thread.

Thread Id of Foo() is: 5, current thread is thread pool thread.

Thread Id of FooCallBack() is: 3, current thread is thread pool thread.

Thread Id of Foo() is: 3,

?///

http://www.cnsdn.com.cn/blog/article.asp?id=2164

///

　　。NET?Framework?為異步操作提供了兩種設計模式：使用?IAsyncResult?對象的異步操作與使用事件的異步操作。先來學習前者

　　概述

　　IAsyncResult?異步設計模式通過名為?BeginOperationName?和?EndOperationName?的兩個方法來實現原同步方法的異步調用，如?FileStream?類提供了?BeginRead?和?EndRead?方法來從文件異步讀取字節，它們是?Read?方法的異步版本

　　Begin?方法包含同步方法簽名中的任何參數，此外還包含另外兩個參數：一個AsyncCallback?委托和一個用戶定義的狀態對象。委托用來調用回調方法，狀態對象是用來向回調方法傳遞狀態信息。該方法返回一個實現?IAsyncResult?接口的對象

　　End?方法用于結束異步操作并返回結果，因此包含同步方法簽名中的?ref?和?out?參數，返回值類型也與同步方法相同。該方法還包括一個?IAsyncResult?參數，用于獲取異步操作是否完成的信息，當然在使用時就必須傳入對應的?Begin?方法返回的對象實例

　　開始異步操作后如果要阻止應用程序，可以直接調用?End?方法，這會阻止應用程序直到異步操作完成后再繼續執行。也可以使用?IAsyncResult?的?AsyncWaitHandle?屬性，調用其中的WaitOne等方法來阻塞線程。這兩種方法的區別不大，只是前者必須一直等待而后者可以設置等待超時

　　如果不阻止應用程序，則可以通過輪循?IAsyncResult?的?IsCompleted?狀態來判斷操作是否完成，或使用?AsyncCallback?委托來結束異步操作。AsyncCallback?委托包含一個?IAsyncResult?的簽名，回調方法內部再調用?End?方法來獲取操作執行結果

　　嘗試

　　先來熟悉一下今天的主角，IAsyncResult?接口

public?interface?IAsyncResult
{
object?AsyncState?{?get;?}
WaitHandle?AsyncWaitHandle?{?get;?}
bool?CompletedSynchronously?{?get;?}
bool?IsCompleted?{?get;?}
}
????????????
?

　　我用一個?AsyncDemo?類作為異步方法的提供者，后面的程序都會調用它。內部很簡單，構造函數接收一個字符串作為?name?，Run?方法輸出?"My?name?is?"?+?name?，而異步方法直接用委托的?BeginInvoke?和?EndInvoke?方法實現

public?class?AsyncDemo
{
//?Use?in?asynchronous?methods
private?delegate?string?runDelegate();
private?string?m_Name;
private?runDelegate?m_Delegate;
public?AsyncDemo(string?name)
{
m_Name?=?name;
m_Delegate?=?new?runDelegate(Run);
}
/**
///?Synchronous?method
///
///
public?string?Run()
{
return?"My?name?is?"?+?m_Name;
}
/**
///?Asynchronous?begin?method
///
///
///
///
public?IAsyncResult?BeginRun(AsyncCallback?callBack,?Object?stateObject)
{
try
{
return?m_Delegate.BeginInvoke(callBack,?stateObject);
}
catch(Exception?e)
{
//?Hide?inside?method?invoking?stack
throw?e;
}
}
/**
///?Asynchronous?end?method
///
///
///
public?string?EndRun(IAsyncResult?ar)
{
if?(ar?==?null)
throw?new?NullReferenceException("Arggument?ar?can't?be?null");
try
{
return?m_Delegate.EndInvoke(ar);
}
catch?(Exception?e)
{
//?Hide?inside?method?invoking?stack
throw?e;
}
}
????????????}?
?

　　首先是?Begin?之后直接調用?End?方法，當然中間也可以做其他的操作

class?AsyncTest
{
static?void?Main(string[]?args)
{
AsyncDemo?demo?=?new?AsyncDemo("jiangnii");
//?Execute?begin?method
IAsyncResult?ar?=?demo.BeginRun(null,?null);
//?You?can?do?other?things?here
//?Use?end?method?to?block?thread?until?the?operation?is?complete
string?demoName?=?demo.EndRun(ar);
Console.WriteLine(demoName);
}
????????????}?
?

　　也可以用?IAsyncResult?的?AsyncWaitHandle?屬性，我在這里設置為1秒超時

class?AsyncTest
{
static?void?Main(string[]?args)
{
AsyncDemo?demo?=?new?AsyncDemo("jiangnii");
//?Execute?begin?method
IAsyncResult?ar?=?demo.BeginRun(null,?null);
//?You?can?do?other?things?here
//?Use?AsyncWaitHandle.WaitOne?method?to?block?thread?for?1?second?at?most
ar.AsyncWaitHandle.WaitOne(1000,?false);
if?(ar.IsCompleted)
{
//?Still?need?use?end?method?to?get?result,?
//?but?this?time?it?will?return?immediately
string?demoName?=?demo.EndRun(ar);
Console.WriteLine(demoName);
}
else
{
Console.WriteLine("Sorry,?can't?get?demoName,?the?time?is?over");
}
}
????????????}?
?

　　不中斷的輪循，每次循環輸出一個?"."

class?AsyncTest
{
static?void?Main(string[]?args)
{
AsyncDemo?demo?=?new?AsyncDemo("jiangnii");
//?Execute?begin?method
IAsyncResult?ar?=?demo.BeginRun(null,?null);
Console.Write("Waiting..");
while?(!ar.IsCompleted)
{
Console.Write(".");
//?You?can?do?other?things?here
}
Console.WriteLine();
//?Still?need?use?end?method?to?get?result,?
//?but?this?time?it?will?return?immediately
string?demoName?=?demo.EndRun(ar);
Console.WriteLine(demoName);
}
????????????}?
?

　　最后是使用回調方法并加上狀態對象，狀態對象被作為?IAsyncResult?參數的?AsyncState?屬性被傳給回調方法。回調方法執行前不能讓主線程退出，我這里只是簡單的讓其休眠了1秒。另一個與之前不同的地方是?AsyncDemo?對象被定義成了類的靜態字段，以便回調方法使用

?class?AsyncTest
{
static?AsyncDemo?demo?=?new?AsyncDemo("jiangnii");
static?void?Main(string[]?args)
{
//?State?object
bool?state?=?false;
//?Execute?begin?method
IAsyncResult?ar?=?demo.BeginRun(new?AsyncCallback(outPut),?state);
//?You?can?do?other?thins?here
//?Wait?until?callback?finished
System.Threading.Thread.Sleep(1000);
}
//?Callback?method
static?void?outPut(IAsyncResult?ar)
{
bool?state?=?(bool)ar.AsyncState;
string?demoName?=?demo.EndRun(ar);
if?(state)
{
Console.WriteLine(demoName);
}
else
{
Console.WriteLine(demoName?+?",?isn't?it?");
}
}
????????????}?
?

　　其他

　　對于一個已經實現了?BeginOperationName?和?EndOperationName?方法的對象，我們可以直接用上述方式調用，但對于只有同步方法的對象，我們要對其進行異步調用也不需要增加對應的異步方法，而只需定義一個委托并使用其?BeginInvoke?和?EndInvoke?方法就可以了

轉載于:https://www.cnblogs.com/ruyi/archive/2009/07/14/1523510.html

總結

以上是生活随笔為你收集整理的[转] C#异步操作的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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