在C# vNext里面使用异步语法

threenewbee 2011-09-19 10:53:53
加精
今天用了一个下午加上晚上体验了一回 Visual Studio 11 Developer Preview。

下面详细介绍下 C# vNext（我不知道它应该是C#5还是C#4.5）的异步语法。最关键的是2个新增加的关键字（实际上在AnsyncCTP+VS2010就有，不过和VS11的略有不同）

目前网上已经有了不少文章，不过都是围绕微软给出的一个HTTP异步访问的程序讨论，为了不重复已有的内容，我设计了另一个测试代码，以便大家更多了解异步语法。

我的测试代码如下：

private int foo(int seed)

{

    Random r = new Random(seed);

    string s = "";

    int i = 0;

    while (s != "this")

    {

        char c1 = (char)r.Next(67, 122);

        char c2 = (char)r.Next(67, 122);

        char c3 = (char)r.Next(67, 122);

        char c4 = (char)r.Next(67, 122);

        s = new string(new char[] { c1, c2, c3, c4 });

        i++;

    }

    return i;

}


代码的作用是不断随机产生一个由4个小写字母组成的字符串，直到这个字符串为“this”停止，返回尝试的次数。有一个故事说让猴子打字，只要尝试足够长的时间，他也能写出莎士比亚的著作。我的程序让计算机打字，要想输出一个有意义的单词（this），你会发现居然要这么多尝试，哈哈。这个代码没什么意义，但是可以做到2点，一个是它很占用CPU运算资源，另一个是运行时间长短无法预计，并且差异很大。这两点在使用异步算法的时候具有很好的演示作用。

开始我试图在一个控制台程序中实现异步语法，但是发现没有办法运行。无论是我的代码还是微软的Demo，都是如此，虽然可以编译，但是主程序会直接返回，而异步方法似乎没有执行。即便在主程序里面使用Task.Wait()也无济于事。这个问题直到现在仍然没有解决，估计和控制台程序的线程模型有关，如果谁知道原因，请指教下，谢谢！

之后我使用了WPF程序来测试。选择WPF的原因是它的EventHandler是支持异步的。

首先给出同步版本的调用，这个大家都很熟悉：
int[] results =

    Enumerable.Range(0, 10)

                .Select(x => foo(unchecked((int)(DateTime.Now.Ticks >> x)))).ToArray();

return "Result is: " + string.Join(", ", results) + ".";


这个程序把那个 foo() 调用了10次，并且搜集10次运行的结果并且输出。

然后我们在一个按钮的处理事件中调用它，把结果输出到文本框。

之后就是我们的重点，异步版本的程序：

int[] results =

    await Task.WhenAll(Enumerable.Range(0, 10)

                                    .Select(x => Task.Factory.StartNew(() => foo(unchecked((int)(DateTime.Now.Ticks >> x))))));

return "Result is: " + string.Join(", ", results) + ".";


代码的区别在于，我们构造了10个Task<int>分别执行这10次任务（int是Task的返回值，它代表一个Func<int>），然后我们调用 Task.WhenAll 等待10次运行结束。

WhenAll() 返回一个 Task<int[]> 类型。而使用 await 以后，它会自动将 Task<int[]> 执行，等待全部结束，填入 int[] 作为结果。而在执行任务的时候，主线程是不会被阻塞的。

注意，只有当一个方法被修饰为 async 的时候，才能使用 await 关键字。所以我们的方法为：
        private async Task<string> bar1()

        {

            int[] results =

                await Task.WhenAll(Enumerable.Range(0, 10)

                                                .Select(x => Task.Factory.StartNew(() => foo(unchecked((int)(DateTime.Now.Ticks >> x))))));

            return "Result is: " + string.Join(", ", results) + ".";

        }


我们还需要在事件处理函数中使用异步调用：
        private async void Button1_Click(object sender, RoutedEventArgs e)

        {

            this.textBox1.Text = await bar1();

        }


异步语法其实是一个语法糖，它的作用是将 await 之后的代码从方法代码中转移到一个委托，并且在异步调用执行完成后执行，同时恢复现场，似乎好像它是同步的一样。

这一点，异步执行非常类似C# 2的yield return——迭代器也是编译器完成的魔术，每次迭代，当前状态都会被保存，在迭代继续执行的时候被恢复。因为是编译器魔术，这也解释了VS2010安装了AsyncCTP之后也可以使用类似的语法。事实上从IL的角度看，是看不到async的存在的。

这是完整的代码：
MainWindow.xaml
<Window

        xmlns="http://schemas.microsoft.com/winfx/2006/xaml/presentation"

        xmlns:x="http://schemas.microsoft.com/winfx/2006/xaml"

        xmlns:d="http://schemas.microsoft.com/expression/blend/2008" xmlns:mc="http://schemas.openxmlformats.org/markup-compatibility/2006" mc:Ignorable="d" x:Class="WpfApplication1.MainWindow"

        Title="MainWindow" Height="350" Width="525">

    <Grid>

        <Button Content="async" HorizontalAlignment="Left" VerticalAlignment="Top" Width="75" Click="Button1_Click"/>

        <TextBox x:Name="textBox1" HorizontalAlignment="Left" TextWrapping="Wrap" Text="" VerticalAlignment="Top" Margin="0,26,0,0" Width="509" Height="42"/>

        <Button Content="sync" HorizontalAlignment="Left" VerticalAlignment="Top" Width="75" Margin="0,67,0,0" Click="Button2_Click"/>

        <TextBox x:Name="textBox2" HorizontalAlignment="Left" TextWrapping="Wrap" Text="" VerticalAlignment="Top" Margin="0,93,0,0" Width="509" Height="42"/>

    </Grid>

</Window>

MainWindow.xaml.cs
using System;

using System.Collections.Generic;

using System.Linq;

using System.Text;

using System.Threading.Tasks;

using System.Windows;

using System.Windows.Controls;

using System.Windows.Data;

using System.Windows.Documents;

using System.Windows.Input;

using System.Windows.Media;

using System.Windows.Media.Imaging;

using System.Windows.Navigation;

using System.Windows.Shapes;



namespace WpfApplication1

{

    /// <summary>

    /// Interaction logic for MainWindow.xaml

    /// </summary>

    public partial class MainWindow : Window

    {

        public MainWindow()

        {

            InitializeComponent();

        }



        private async void Button1_Click(object sender, RoutedEventArgs e)

        {

            this.textBox1.Text = await bar1();

        }



        private void Button2_Click(object sender, RoutedEventArgs e)

        {

            this.textBox2.Text = bar2();

        }



        private int foo(int seed)

        {

            Random r = new Random(seed);

            string s = "";

            int i = 0;

            while (s != "this")

            {

                char c1 = (char)r.Next(67, 122);

                char c2 = (char)r.Next(67, 122);

                char c3 = (char)r.Next(67, 122);

                char c4 = (char)r.Next(67, 122);

                s = new string(new char[] { c1, c2, c3, c4 });

                i++;

            }

            return i;

        }



        private async Task<string> bar1()

        {

            int[] results =

                await Task.WhenAll(Enumerable.Range(0, 10)

                                                .Select(x => Task.Factory.StartNew(() => foo(unchecked((int)(DateTime.Now.Ticks >> x))))));

            return "Result is: " + string.Join(", ", results) + ".";

        }



        private string bar2()

        {

            int[] results =

                Enumerable.Range(0, 10)

                            .Select(x => foo(unchecked((int)(DateTime.Now.Ticks >> x)))).ToArray();

            return "Result is: " + string.Join(", ", results) + ".";

        }



    }

}


下面运行这个程序，使用异步语法的直观好处有2点：
- 程序运行得更快
- 程序响应更加流畅



这张图显示了2个版本的程序运行时CPU消耗的时间和利用效率。我找了一个四核心的处理器做这个测试，如图显示，同步版本（右边那个）只使用了25%的CPU，运行时间（图表x轴，也就是宽度）比左边的长。



这张图是运行同步版本时候的窗口，明显此时窗口失去了响应，用户不能拖动窗口，像死机了一样，标题栏也显示无响应字样。

对比下这张图：


在异步执行的时候，程序窗口还可以接受响应。

最后再给一张VS2011的截图，从图上看，和VS2010区别不大。


另外VS11经常出现失去响应的情况，估计微软也试图解决这个问题。于是在程序失去响应超过几秒以后会出现一个报告对话框：

大家尽可能多加一些内存。
...全文
1331 61 打赏 收藏 转发到动态 举报
写回复
用AI写文章
61 条回复
切换为时间正序
请发表友善的回复…
发表回复
Manonloki 2011-09-30
  • 打赏
  • 举报
 回复
好久没关注楼主的.NET 4.5探秘系列了。。。。。。忙工作 一直看MEF。。。。
TTNice 2011-09-26
  • 打赏
  • 举报
 回复
学习了
MYLOVEISWHO 2011-09-26
  • 打赏
  • 举报
 回复
学习学习
xonln 2011-09-25
  • 打赏
  • 举报
 回复
我一直用的是Winform不知有什么改进没有,楼主花点时间帮我看一下~!!
perfecthcm123 2011-09-25
  • 打赏
  • 举报
 回复
学习学习学习
sekaodemeili 2011-09-24
  • 打赏
  • 举报
 回复
好贴，顶一下
liveths 2011-09-24
  • 打赏
  • 举报
 回复
还没有用过这个东东。。。。。。。
雨后的吻 2011-09-23
  • 打赏
  • 举报
 回复
好好向前辈学习
tianfang25 2011-09-23
  • 打赏
  • 举报
 回复
学习了
tianfang25 2011-09-23
  • 打赏
  • 举报
 回复
学习了。
skyworth98 2011-09-22
  • 打赏
  • 举报
 回复
[Quote=引用 4 楼 fangxinggood 的回复:]

吼吼，那是vs11对async有所改变了吧。

下面的代码在vs2010 ctp里正常，Main方法顶多是有个warn，执行结果也OK
[/Quote]

如果我没理解错的话,个人认为,main不应该被标记成async.......
kael_fk_ 2011-09-22
  • 打赏
  • 举报
 回复 




using System;

using System.Linq;

using System.Threading;



namespace ConsoleApplication1

{

    class Program

    {

        public delegate string myString();



        static void Main(string[] args)

        {

            ThreadPool.QueueUserWorkItem(h =>

            {

                var query = from x in Enumerable.Range(0, 10).AsParallel()

                            select x + "->" + foo(unchecked((int)(DateTime.Now.Ticks >> x)));

                Console.WriteLine("Result is: {0}.", string.Join(", ", query.ToArray()));

            });

            Console.ReadKey();

        }



        private static int foo(int seed)

        {

            Random r = new Random(seed);

            string s = "";

            int i = 0;

            while (s != "this")

            {

                char c1 = (char)r.Next(67, 122);

                char c2 = (char)r.Next(67, 122);

                char c3 = (char)r.Next(67, 122);

                char c4 = (char)r.Next(67, 122);

                s = new string(new char[] { c1, c2, c3, c4 });

                i++;

            }

            return i;

        }

    }



}
CHL199127 2011-09-21
  • 打赏
  • 举报
 回复
真的吗？回去运行运行一下!
uncle_bacon 2011-09-21
  • 打赏
  • 举报
 回复
不错不错 学习中
shupo 2011-09-21
  • 打赏
  • 举报
 回复
c#越来越精简了
zhouxingyu896 2011-09-21
  • 打赏
  • 举报
 回复
学习
学习
wquanchao 2011-09-21
  • 打赏
  • 举报
 回复
c#越来越精简了
lyf1058 2011-09-21
  • 打赏
  • 举报
 回复
好好向你学习
lyf1058 2011-09-21
  • 打赏
  • 举报
 回复
谢谢了
threenewbee 2011-09-20
  • 打赏
  • 举报
 回复
[Quote=引用 9 楼 fangxinggood 的回复:]
一点体会：Task based 的异步编程模型，异步的编程复杂度小了。对Task的设计要求高了。
[/Quote]
Async最大的用途就是配合WPF、SL和Windows vNext的程序设计。如我我之前所说，Cloud+Client的程序严重依赖延迟不确定的网络通讯，异步编程任务无所不在。为此能简化一点语法是很必要的。
加载更多回复（37）
【你不一定知晓的】C#取消异步操作
【你不一定知晓的】C#取消异步操作 原文:【你不一定知晓的】C#取消异步操作在.Net和C#中运行异步代码相当简单，因为我们有时候需要取消正在进行的异步操作，通过本文，可以掌握 通过CancellationToken取消任务（包括non-cancellable任务）。 早期 早期.Net 使用 BackgroundWorker 完成异步长...
18：Polly-异步的委托执行
翻译自：https://github.com/App-vNext/Polly/wiki/Avoid-compiler-gotchas-mixing-sync-and-async-execution/_edit 点此跳转到系列目录 Asynchronous action execution 有关可用语法和策略的概述，请首先阅读自述文件:https://github.com/App-vNext/Polly#asynchronous-support。这篇文章详细描述了策略的异步操作. Polly完全支持异步执行，
C#里的async和await
C# vNext为了将异步变得更为简单，引入了2个关键字，async和await，下面简单介绍下这2个关键字给我们的编程带来怎么样的改变。 以一个标准的逻辑为例：下载一个远程URI，并将内容输出在界面上，假设我们已经有了显示内容的方法： void Display(string text) { // 不管是怎么实现的 } 如果用标准的同步式写法，这代码相当之容易：
C#6.0预览版
您阅读本文的时候，Build（Microsoft 开发人员大会）将落下帷幕，开发人员将思考如何应对呈现在面前的这一切：立即接受、等等再看还是暂时忽略。 对于 .NET/C# 开发人员来说，最重要的公告无疑是将 C# 编译器（“Roslyn”）的下一个版本发布为开源版本。 与此相关的是语言改进本身。 即使您未计划立即采用 C# vNext（以下为非正式说法“C# 6.0”），您至少应了解它的功能，并...
Polly-重试
重试 语法 RetryPolicy retry = Policy .Handle<HttpRequestException>() .Retry(3); 上面的示例将创建一个重试策略，如果某个操作失败且该策略处理了异常，则该重试策略将至多重试三次。 有关完整的重试语法和重载(包括retry-forever、wait-and-retry和相关变量)，请参见https://github.com/App-vNext/Polly#retry。 给出的语法示例是sync;对于异步操作也存
C#

110,533

社区成员

642,574

社区内容

发帖
与我相关
我的任务
社区描述
.NET技术 C#
社区管理员
  • C#
  • Web++
  • by_封爱
加入社区
  • 近7日
  • 近30日
  • 至今

加载中

查看更多榜单
社区公告

让您成为最强悍的C#开发者

试试用AI创作助手写篇文章吧

+ 用AI写文章