前言
微信群里的一个提问引发的这个问题,有同学问:C#异步有多少种实现方式?想要知道C#异步有多少种实现方式,首先我们要知道.NET提供的执行异步操作的三种模式,然后再去了解C#异步实现的方式。
.NET异步编程模式
.NET 提供了执行异步操作的三种模式:
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基于任务的异步模式 (TAP) ,该模式使用单一方法表示异步操作的开始和完成。 TAP 是在 .NET Framework 4 中引入的。 这是在 .NET 中进行异步编程的推荐方法。 C# 中的 async 和 await 关键词以及 Visual Basic 中的 Async 和 Await 运算符为 TAP 添加了语言支持。 有关详细信息,请参阅基于任务的异步模式 (TAP)。
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基于事件的异步模式 (EAP),是提供异步行为的基于事件的旧模型。 这种模式需要后缀为
Async
的方法,以及一个或多个事件、事件处理程序委托类型和EventArg
派生类型。 EAP 是在 .NET Framework 2.0 中引入的。 建议新开发中不再使用这种模式。 有关详细信息,请参阅基于事件的异步模式 (EAP)。 -
异步编程模型 (APM) 模式(也称为 IAsyncResult 模式),这是使用 IAsyncResult 接口提供异步行为的旧模型。 在这种模式下,同步操作需要
Begin
和End
方法(例如,BeginWrite
和EndWrite
以实现异步写入操作)。 不建议新的开发使用此模式。 有关详细信息,请参阅异步编程模型 (APM)。
C#异步四种实现方式
1、异步方法(Async Method TAP模式)
使用async/await关键字实现异步编程,这是比较常用的一种异步实现方式。例如:
public async Task TestDoSomeAsync() { await Task.Delay(1000*10); Console.WriteLine("Async method completed."); }
2、任务并行库(TPL, Task Parallel Library TAP模式)
通过 Task 和 Task<T> 类型实现异步编程,可以利用多核处理器,并发执行多个独立的任务。例如:
public static void TestTaskParallel() { var task1 = Task.Run(() => { Console.WriteLine("Task 1 completed."); }); var task2 = Task.Run(() => { Console.WriteLine("Task 2 completed."); }); Task<int> task3 = Task.Factory.StartNew(() => { Console.WriteLine("Task 3 completed."); return 20;// 返回一个整数值 }); //等待所有任务完成 Task.WaitAll(task1, task2, task3); }
3、Asynchronous Programming Model(APM模式)
是一种经典的异步编程模式,需要手动创建回调函数,用于处理完成或错误的通知。可以通过 IAsyncResult 设计模式的 Begin 和 End 方法来实现,其中 Begin 方法开始异步操作,而 End 方法在异步操作完成时执行,并返回异步操作的结果。
需要注意的是,APM 模式通过 IAsyncResult 接口来存储异步操作的状态和结果,相对比较复杂,代码量也较大。同时,在使用 APM 模式时,还需要手动处理回调函数和等待异步操作完成等细节工作,使得开发起来相对较为繁琐。
class Program { static void Main(string[] args) { // 创建异步操作类实例 MyAsyncClass asyncClass = new MyAsyncClass(); // 开始异步操作 IAsyncResult result = asyncClass.BeginDoWork(null, null); // 主线程执行其他操作 // 等待异步操作完成并获取结果 int res = asyncClass.EndDoWork(result); // 处理异步操作的结果 Console.WriteLine("Result: " + res); Console.ReadLine(); } } class MyAsyncClass { /// <summary> /// 异步执行的方法 /// </summary> /// <param name="callback">callback</param> /// <param name="state">state</param> /// <returns></returns> public IAsyncResult BeginDoWork(AsyncCallback callback, object state) { // 创建一个新的异步操作对象 MyAsyncResult result = new MyAsyncResult(state); // 开始异步操作 Thread thread = new Thread(() => { try { // 执行一些操作 int res = 1 + 2; // 设置异步操作的结果 result.Result = res; // 触发回调函数 callback?.Invoke(result); } catch (Exception ex) { // 设置异步操作的异常 result.Error = ex; // 触发回调函数 callback?.Invoke(result); } }); thread.Start(); // 返回异步操作对象 return result; } /// <summary> /// 结束异步执行的方法 /// </summary> /// <param name="result">result</param> /// <returns></returns> public int EndDoWork(IAsyncResult result) { // 将 IAsyncResult 转换为 MyAsyncResult 类型,并等待异步操作完成 MyAsyncResult myResult = (MyAsyncResult)result; myResult.AsyncWaitHandle.WaitOne(); // 在异步操作中抛出异常 if (myResult.Error != null) { throw myResult.Error; } // 返回异步操作的结果 return myResult.Result; } } class MyAsyncResult : IAsyncResult { public bool IsCompleted => AsyncWaitHandle.WaitOne(0); public WaitHandle AsyncWaitHandle { get; } = new ManualResetEvent(false); public object AsyncState { get; } public bool CompletedSynchronously => false; public int Result { get; set; } /// <summary> /// 存储异步操作的结果或异常信息 /// </summary> public Exception Error { get; set; } /// <summary> /// 构造函数 /// </summary> /// <param name="asyncState">asyncState</param> public MyAsyncResult(object asyncState) { AsyncState = asyncState; } }
4、Event-based Asynchronous Pattern(EAP模式)
一种已过时的异步编程模式,需要使用事件来实现异步编程。例如:
需要注意的是,EAP 模式通过事件来实现异步编程,相对于 APM 模式更加简洁易懂,同时也避免了手动处理回调函数等细节工作。但是,EAP 模式并不支持 async/await 异步关键字,因此在一些特定的场景下可能不够灵活。
public class MyAsyncClass : Component { /// <summary> /// 声明一个委托类型,用于定义异步操作的方法签名 /// </summary> /// <param name="arg"></param> /// <returns></returns> public delegate int MyAsyncDelegate(int arg); /// <summary> /// 声明一个事件,用于通知异步操作的完成 /// </summary> public event MyAsyncDelegate OperationNameCompleted; /// <summary> /// 异步执行方法,接受一个参数 arg /// </summary> /// <param name="arg"></param> public void DoWorkAsync(int arg) { // 将异步操作放入线程池中执行 ThreadPool.QueueUserWorkItem(new WaitCallback(DoWork), arg); } /// <summary> /// 真正的异步操作 /// </summary> /// <param name="obj"></param> private void DoWork(object obj) { int arg = (int)obj; int res = arg + 1; // 触发事件,传递异步操作的结果 OperationNameCompleted?.Invoke(res); } }
参考文章
https://learn.microsoft.com/zh-cn/dotnet/standard/asynchronous-programming-patterns/
文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-436895.html文章来源:https://www.toymoban.com/news/detail-436895.html
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