async & await 的前世今生

作者:   出处:互联网   2015-07-03 11:37:10   阅读:4

本文将会对Thread 到 Task 再到 .NET 4.5的 async和 await,这三种方式下的并行编程作一个概括性的介绍包括:开启线程,线程结果返回,线程中止,线程中的异常处理等。
 

 

async 和 await 出现在C# 5.0之后,给并行编程带来了不少的方便,特别是当在MVC中的Action也变成async之后,有点开始什么都是async的味道了。但是这也给们编程埋下了一些隐患,有时候可能会产生一些们自己都不知道怎么产生的Bug,特别是如果连线程基础没有理解的情况下,更不知道如何去处理了。那今天们就来好好看看这两兄弟和他们的叔叔(Task)爷爷(Thread)们到底有什么区别和特点,本文将会对Thread 到 Task 再到 .NET 4.5的 async和 await,这三种方式下的并行编程作一个概括性的介绍包括:开启线程,线程结果返回,线程中止,线程中的异常处理等。


创建
 

static void Main(){  new Thread(Go).Start(); // .NET 1.0开始就有的   Task.Factory.StartNew(Go); // .NET 4.0 引入了 TPL  Task.Run(new Action(Go)); // .NET 4.5 新增了一个Run的方法  }  public static void Go(){  Console.WriteLine( 是另一个线程 );  } 


 

这里面需要注意的是,创建Thread的实例之后,需要手动调用它的Start方法将其启动。但是对于Task来说,StartNew和Run的同时,既会创建新的线程,并且会立即启动它。


线程池 
 

线程的创建是比较占用资源的一件事情,.NET 为们提供了线程池来帮助们创建和管理线程。Task是默认会直接使用线程池,但是Thread不会。如果们不使用Task,又想用线程池的话,可以使用ThreadPool类。


 

static void Main() {  Console.WriteLine( 是主线程:Thread Id {0} , Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);  ThreadPool.QueueUserWorkItem(Go);    Console.ReadLine();  }    public static void Go(object data) {  Console.WriteLine( 是另一个线程:Thread Id {0} ,Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);  } 



传入参数
 

static void Main() {  new Thread(Go).Start( arg1 ); // 没有匿名委托之前,们只能这样传入一个object的参数    new Thread(delegate(){ // 有了匿名委托之后...  GoGoGo( arg1 ,  arg2 ,  arg3 );  });    new Thread(() =  { // 当然,还有 Lambada  GoGoGo( arg1 , arg2 , arg3 );  }).Start();    Task.Run(() = { // Task能这么灵活,也是因为有了Lambda呀。  GoGoGo( arg1 ,  arg2 ,  arg3 );  });  }    public static void Go(object name){  // TODO  }    public static void GoGoGo(string arg1, string arg2, string arg3){  // TODO  } 


返回值
 

Thead是不能返回值的,但是作为更高级的Task当然要弥补一下这个功能。


 

static void Main() {  // GetDayOfThisWeek 运行在另外一个线程中  var dayName = Task.Run string (() =  { return GetDayOfThisWeek(); });  Console.WriteLine( 今天是:{0} ,dayName.Result);  } 


共享数据
 

上面说了参数和返回值,们来看一下线程之间共享数据的问题。


 

private static bool _isDone = false;   static void Main(){  new Thread(Done).Start();  new Thread(Done).Start();  }    static void Done(){  if (!_isDone) {  _isDone = true; // 第二个线程来的时候,就不会再执行了(也不是绝对的,取决于计算机的CPU数量以及当时的运行情况)  Console.WriteLine( Done );  }  } 


 


 

线程之间可以通过static变量来共享数据。


线程安全
 

们先把上面的代码小小的调整一下,就知道什么是线程安全了。们把Done方法中的两句话对换了一下位置 。


 

private static bool _isDone = false;   static void Main(){  new Thread(Done).Start();  new Thread(Done).Start();  Console.ReadLine();  }    static void Done(){  if (!_isDone) {  Console.WriteLine( Done ); // 猜猜这里面会被执行几次?  _isDone = true;   }  } 


 

 


 

上面这种情况不会一直发生,但是如果你运气好的话,就会中奖了。因为第一个线程还没有来得及把_isDone设置成true,第二个线程就进来了,而这不是们想要的结果,在多个线程下,结果不是们的预期结果,这就是线程不安全。



 

要解决上面遇到的问题,们就要用到锁。锁的类型有独占锁,互斥锁,以及读写锁等,们这里就简单演示一下独占锁。


 

private static bool _isDone = false;  private static object _lock = new object();  static void Main(){  new Thread(Done).Start();  new Thread(Done).Start();  Console.ReadLine();  }    static void Done(){  lock (_lock){  if (!_isDone){  Console.WriteLine( Done ); // 猜猜这里面会被执行几次?  _isDone = true;  }  }  } 


 

再们加上锁之后,被锁住的代码在同一个时间内只允许一个线程访问,其它的线程会被阻塞,只有等到这个锁被释放之后其它的线程才能执行被锁住的代码。

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