在 C# 中使用 async、await、Task 进行异步编程_c# async task

作者：Cpp五条 | 2024-02-18 04:08:16

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c# async task

C# 和 .NET Framework（4.5 和核心）支持使用一些本机函数、类和保留关键字的异步编程。

在我们了解什么是异步编程之前，让我们通过下面的控制台示例来了解什么是同步编程。

示例：异步程序

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static void Main(string[] args)
{
    LongProcess();
            
    ShortProcess();
}
 
static void LongProcess()
{
    Console.WriteLine("LongProcess Started");
 
    //some code that takes long execution time 
    System.Threading.Thread.Sleep(4000); // hold execution for 4 seconds
 
    Console.WriteLine("LongProcess Completed");
}
 
static void ShortProcess() {
    Console.WriteLine("ShortProcess Started");
            
    //do something here
            
    Console.WriteLine("ShortProcess Completed");    
}

试试吧

输出：


LongProcess Started
LongProcess Completed
ShortProcess Started
ShortProcess Completed

在上面的示例中，该LongProcess()方法是一些长时间运行的任务，例如从服务器读取文件、调用返回大量数据的 Web API 或上传或下载大文件。执行需要更长的时间（Thread.Sleep(4000)保持 4 秒只是为了显示较长的执行时间）。这ShortProcess()是一个在方法之后执行的简单LongProcess()方法。

上述程序同步执行。这意味着执行从Main()方法开始，首先执行LongProcess()方法，然后执行ShortProcess()方法。在执行期间，应用程序被阻塞并变得无响应（您主要可以在基于 Windows 的应用程序中看到这一点）。这称为同步编程，在当前行完全执行之前，执行不会转到下一行。

什么是异步编程？

在异步编程中，代码在线程中执行，而无需等待 I/O 绑定或长时间运行的任务完成。例如，在异步编程模型中，LongProcess()方法会在与线程池不同的线程中执行，主应用线程会继续执行下一条语句。

Microsoft 建议使用基于任务的异步模式在 .NET Framework 或 .NET Core 应用程序中使用 async、await关键字和Task或Task<TResult>类来实现异步编程。

async现在让我们使用关键字以异步模式重写上面的示例。

示例：异步程序

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static async Task Main(string[] args)
{
    LongProcess();
 
    ShortProcess();
}
 
static async void LongProcess()
{
    Console.WriteLine("LongProcess Started");
 
    await Task.Delay(4000); // hold execution for 4 seconds
 
    Console.WriteLine("LongProcess Completed");
 
}
 
static void ShortProcess() {
    Console.WriteLine("ShortProcess Started");
            
    //do something here
            
    Console.WriteLine("ShortProcess Completed");    
}

试试吧

输出：


LongProcess Started
ShortProcess Started
ShortProcess Completed
LongProcess Completed

在上面的例子中，Main()方法是用async关键字标记的，返回类型是Task. 关键字将该async方法标记为异步。注意方法链中的所有方法都必须是async为了实现异步编程。所以，Main()方法一定async要让子方法异步。

该LongProcess()方法还标有async使其异步的关键字。await Task.Delay(4000);保持线程执行 4 秒。

async Main()现在，程序从主应用程序线程中的方法开始执行。该async LongProcess()方法在单独的线程中执行，主应用程序线程继续执行调用ShortProcess()方法的下一条语句并且不等待LongProcess()完成。

异步、等待和任务

如果方法将值返回给调用代码，则与和async一起使用。我们只使用了上面程序中的关键字来演示简单的异步 void 方法。 awaitTaskasyncasync

await关键字等待该方法async，直到它返回一个值。所以主应用程序线程停在那里，直到它收到一个返回值。

Task类表示异步操作， Task <TResult>泛型类表示可以返回值的操作。在上面的示例中，我们使用await Task.Delay(4000)了已启动async的操作，该操作会休眠 4 秒，并且 await 会持有一个线程直到 4 秒。

下面演示了async返回值的方法。

示例：异步方法返回值

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static async Task Main(string[] args)
{
    Task<int> result = LongProcess();
 
    ShortProcess();
 
    var val = await result; // wait untile get the return value
 
    Console.WriteLine("Result: {0}", val);
 
    Console.ReadKey();
}
 
static async Task<int> LongProcess()
{
    Console.WriteLine("LongProcess Started");
 
    await Task.Delay(4000); // hold execution for 4 seconds
 
    Console.WriteLine("LongProcess Completed");
 
    return 10;
}
 
static void ShortProcess()
{
    Console.WriteLine("ShortProcess Started");
 
    //do something here
 
    Console.WriteLine("ShortProcess Completed");
}

试试吧

输出：


LongProcess Started
ShortProcess Started
ShortProcess Completed
LongProcess Completed
Result: 10

在上面的例子中，在静态async Task<int> LongProcess()方法中，Task<int>用于表示返回值类型为int。int val = await result;将在那里停止主线程，直到它在结果中填充返回值。一旦获得result变量中的值，它就会自动将一个整数分配给val.

async方法应该返回void, Task, 或 Task<TResult>, 其中TResult是方法的返回类型async。返回void通常用于事件处理程序。该async关键字允许我们在方法中使用 await 关键字，以便我们可以等待异步方法完成以用于其他依赖于返回值的方法。

如果您有多个async返回值的方法，那么您可以await在要在进一步步骤中使用返回值之前使用所有方法。

示例：异步方法

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static async Task Main(string[] args)
{
    Task<int> result1 = LongProcess1();
    Task<int> result2 = LongProcess2();
    
    //do something here
    Console.WriteLine("After two long processes.");
 
    int val = await result1; // wait untile get the return value
    DisplayResult(val);
 
    val = await result2; // wait untile get the return value
    DisplayResult(val);
 
    Console.ReadKey();
}
 
static async Task<int> LongProcess1()
{
    Console.WriteLine("LongProcess 1 Started");
 
    await Task.Delay(4000); // hold execution for 4 seconds
 
    Console.WriteLine("LongProcess 1 Completed");
 
    return 10;
}
 
static async Task<int> LongProcess2()
{
    Console.WriteLine("LongProcess 2 Started");
 
    await Task.Delay(4000); // hold execution for 4 seconds
 
    Console.WriteLine("LongProcess 2 Completed");
 
    return 20;
}
 
static void DisplayResult(int val)
{
    Console.WriteLine(val);
}

试试吧

输出：


LongProcess 1 Started
LongProcess 2 Started
After two long processes.
LongProcess 2 Completed
LongProcess 1 Completed
10
20

在上面的程序中，我们在需要将返回值传递给另一个方法之前执行了 await result1 和 await result2。

因此，您可以使用asyncC# 在 .NET Framework 或 .NET Core 中使用、 await 和 Task 实现异步编程。

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