在.net里面异步编程模型由来已久,相信大家也知道Begin/End异步模式和事件异步模式,在task出现以后,这些东西都可以被task包装
起来,可能有人会问,这样做有什么好处,下面一一道来。
一: Begin/End模式
1: 委托
在执行委托方法的时候,我们常常会看到一个Invoke,同时也有一对你或许不常使用的BeginInvoke,EndInvoke方法对,当然Invoke方法
是阻塞主线程,而BeginInvoke则是另开一个线程。
1 class Program 2 { 3 static void Main(string[] args) 4 { 5 var func = new Func<string, string>(i => { return i + "i can fly"; }); 6 7 var state = func.BeginInvoke("yes,", Callback, func); 8 9 Console.Read();10 }11 12 static void Callback(IAsyncResult async)13 {14 var result = async.AsyncState as Func<string, string>;15 16 Console.WriteLine(result.EndInvoke(async));17 }18 }
下面我们用task包装一下
1 class Program 2 { 3 static void Main(string[] args) 4 { 5 var func = new Func<string, string>(i => 6 { 7 return i + "i can fly"; 8 }); 9 10 Task<string>.Factory.FromAsync(func.BeginInvoke, func.EndInvoke, "yes,", null).ContinueWith11 (i =>12 {13 Console.WriteLine(i.Result);14 });15 16 Console.Read();17 }18 }
可以看出,task只要一句就搞定,体现了task的第一个优点:简洁。
2:流
我们发现在Stream抽象类中提供了这样两对BeginRead/EndRead,BeginWrite/EndWrite(异步读写)的方法,这样它的n多继承类都可以
实现异步读写,下面举个继承类FileStream的例子。
1 static void Main(string[] args) 2 { 3 var path = "C://1.txt"; 4 5 FileStream fs = new FileStream(path, FileMode.Open); 6 7 FileInfo info = new FileInfo(path); 8 9 byte[] b = new byte[info.Length];10 11 var asycState = fs.BeginRead(b, 0, b.Length, (result) =>12 {13 var file = result.AsyncState as FileStream;14 15 Console.WriteLine("文件内容:{0}", Encoding.Default.GetString(b));16 17 file.Close();18 19 }, fs);20 21 Console.WriteLine("我是主线程,我不会被阻塞!");22 23 Console.Read();24 }
我们用task包装一下
1 static void Main(string[] args) 2 { 3 var path = "C://1.txt"; 4 5 FileStream fs = new FileStream(path, FileMode.Open); 6 7 FileInfo info = new FileInfo(path); 8 9 byte[] b = new byte[info.Length];10 11 Task<int>.Factory.FromAsync(fs.BeginRead, fs.EndRead, b, 0, b.Length, null, TaskCreationOptions.None)12 .ContinueWith13 (i =>14 {15 Console.WriteLine("文件内容:{0}", Encoding.Default.GetString(b));16 });17 18 Console.WriteLine("我是主线程,我不会被阻塞!");19 20 Console.Read();21 }
其实看到这里,我们并没有发现task还有其他的什么优点,但是深入的想一下其实并不是这么回事,task能够游刃于线程并发和同步,而原始的异步
编程要实现线程同步还是比较麻烦的。
假如现在有这样的一个需求,我们需要从3个txt文件中读取字符,然后进行倒序,前提是不能阻塞主线程。如果不用task的话我可能会用工作线程
去监视一个bool变量来判断文件是否全部读取完毕,然后再进行倒序,我也说了,相对task来说还是比较麻烦的,这里我就用task来实现。
1 class Program 2 { 3 static byte[] b; 4 5 static void Main() 6 { 7 string[] array = { "C://1.txt", "C://2.txt", "C://3.txt" }; 8 9 List<Task<string>> taskList = new List<Task<string>>(3);10 11 foreach (var item in array)12 {13 taskList.Add(ReadAsyc(item));14 }15 16 Task.Factory.ContinueWhenAll(taskList.ToArray(), i =>17 {18 string result = string.Empty;19 20 //获取各个task返回的结果21 foreach (var item in i)22 {23 result += item.Result;24 }25 26 //倒序27 String content = new String(result.OrderByDescending(j => j).ToArray());28 29 Console.WriteLine("倒序结果:"+content);30 });31 32 Console.WriteLine("我是主线程,我不会被阻塞");33 34 Console.ReadKey();35 }36 37 //异步读取38 static Task<string> ReadAsyc(string path)39 {40 FileInfo info = new FileInfo(path);41 42 byte[] b = new byte[info.Length];43 44 FileStream fs = new FileStream(path, FileMode.Open);45 46 Task<int> task = Task<int>.Factory.FromAsync(fs.BeginRead, fs.EndRead, b, 0, b.Length, null, TaskCreationOptions.None);47 48 //返回当前task的执行结果49 return task.ContinueWith(i =>50 {51 return i.Result > 0 ? Encoding.Default.GetString(b) : string.Empty;52 }, TaskContinuationOptions.ExecuteSynchronously);53 }54 }
可以看出,task的第二个优点就是:灵活性。
这里可能就有人要问了,能不能用开多个线程用read以同步的形式读取,变相的实现文件异步读取,或许我们可能常听说程序优化后,最后出现的
瓶颈在IO上面,是的,IO是比较耗费资源的,要命的是如果我们开的是工作线程走IO读取文件,那么该线程就会一直处于等待状态,不会再接收任
何的外来请求,直到线程读取到文件为止,那么我们能不能用更少的线程来应对更多的IO操作呢?答案肯定是可以的,这里就设计到了”异步IO“的
概念,具体内容可以参照百科:http://baike.baidu.com/view/1865389.htm ,有幸的是beginXXX,endXXX完美的封装了“异步IO”。
二:事件模式
这个模式常以XXXCompleted的形式结尾,我们在文件下载这一块会经常遇到,这里我也举个例子。
1 class Program 2 { 3 static void Main(string[] args) 4 { 5 WebClient client = new WebClient(); 6 7 client.DownloadFileCompleted += new System.ComponentModel.AsyncCompletedEventHandler(client_DownloadFileCompleted); 8 9 client.DownloadFileAsync(new Uri("http://imgsrc.baidu.com/baike/abpic/item/6a600c338744ebf844a0bc74d9f9d72a6159a7ac.jpg"),10 "1.jpg", "图片下完了,你懂的!");11 12 Console.WriteLine("我是主线程,我不会被阻塞!");13 Console.Read();14 }15 16 static void client_DownloadFileCompleted(object sender, System.ComponentModel.AsyncCompletedEventArgs e)17 {18 Console.WriteLine("\n" + e.UserState);19 }20 }
先前也说了,task是非常灵活的,那么针对这种异步模型,我们该如何封装成task来使用,幸好framework中提供了TaskCompletionSource来帮助
我们快速实现。
1 using System; 2 using System.Collections.Generic; 3 using System.Linq; 4 using System.Text; 5 using System.IO; 6 using System.Threading.Tasks; 7 using System.Net; 8 using System.ComponentModel; 9 10 namespace ConsoleApplication411 {12 class Program13 {14 static void Main()15 {16 var downloadTask = DownLoadFileInTask(17 new Uri(@"http://www.7720mm.cn/uploadfile/2010/1120/20101120073035736.jpg")18 , "C://1.jpg");19 20 downloadTask.ContinueWith(i =>21 {22 Console.WriteLine("图片:" + i.Result + "下载完毕!");23 });24 25 Console.WriteLine("我是主线程,我不会被阻塞!");26 27 Console.Read();28 }29 30 static Task<string> DownLoadFileInTask(Uri address, string saveFile)31 {32 var wc = new WebClient();33 34 var tcs = new TaskCompletionSource<string>(address);35 36 //处理异步操作的一个委托37 AsyncCompletedEventHandler handler = null;38 39 handler = (sender, e) =>40 {41 if (e.Error != null)42 {43 tcs.TrySetException(e.Error);44 }45 else46 {47 if (e.Cancelled)48 {49 tcs.TrySetCanceled();50 }51 else52 {53 tcs.TrySetResult(saveFile);54 }55 }56 57 wc.DownloadFileCompleted -= handler;58 };59 60 //我们将下载事件与我们自定义的handler进行了关联61 wc.DownloadFileCompleted += handler;62 63 try64 {65 wc.DownloadFileAsync(address, saveFile);66 }67 catch (Exception ex)68 {69 wc.DownloadFileCompleted -= handler;70 71 tcs.TrySetException(ex);72 }73 74 return tcs.Task;75 }76 }77 }