[C#] 走进异步编程的世界 - 剖析异步方法（下）

走进异步编程的世界 - 剖析异步方法（下）

 

序

　　感谢大家的支持，这是昨天发布《走进异步编程的世界 - 剖析异步方法（上）》的补充篇。

 

目录

• 异常处理
• 在调用方法中同步等待任务
• 在异步方法中异步等待任务
• Task.Delay() 暂停执行

　　

一、异常处理

　　await 表达式也可以使用 try...catch...finally 结构。

    internal class Program
    {
        private static void Main(string[] args)
        {
            var t = DoExceptionAsync();
            t.Wait();

            Console.WriteLine($"{nameof(t.Status)}: {t.Status}");   //任务状态
            Console.WriteLine($"{nameof(t.IsCompleted)}: {t.IsCompleted}");     //任务完成状态标识
            Console.WriteLine($"{nameof(t.IsFaulted)}: {t.IsFaulted}");     //任务是否有未处理的异常标识

            Console.Read();
        }

        /// <summary>
        /// 异常操作
        /// </summary>
        /// <returns></returns>
        private static async Task DoExceptionAsync()
        {
            try
            {
                await Task.Run(() => { throw new Exception(); });
            }
            catch (Exception)
            {
                Console.WriteLine($"{nameof(DoExceptionAsync)} 出现异常！");
            }
        }
    }

图1-1

　　【分析】await 表达式位于 try 块中，按普通的方式处理异常。但是，为什么图中的状态（Status）、是否完成标识（IsCompleted）和是否失败标识（IsFaulted）分别显示：运行完成（RanToCompletion） 、已完成（True） 和 未失败（False） 呢？因为：任务没有被取消，并且异常都已经处理完成！

 

二、在调用方法中同步等待任务

　　调用方法可能在某个时间点上需要等待某个特殊的 Task 对象完成，才执行后面的代码。此时，可以采用实例方法 Wait 。

    internal class Program
    {
        private static void Main(string[] args)
        {
            var t = CountCharactersAsync("http://www.cnblogs.com/liqingwen/");

            t.Wait();   //等待任务结束
            Console.WriteLine($"Result is {t.Result}");

            Console.Read();
        }

        /// <summary>
        /// 统计字符数量
        /// </summary>
        /// <param name="address"></param>
        /// <returns></returns>
        private static async Task<int> CountCharactersAsync(string address)
        {
            var result = await Task.Run(() => new WebClient().DownloadStringTaskAsync(address));
            return result.Length;
        }
    }

图2-1

 

　　Wait() 适合用于单一 Task 对象，如果想操作一组对象，可采用 Task 的两个静态方法 WaitAll() 和 WaitAny() 。

    internal class Program
    {
        private static int time = 0;
        private static void Main(string[] args)
        {
            var t1 = GetRandomAsync(1);
            var t2 = GetRandomAsync(2);

            //IsCompleted 任务完成标识
            Console.WriteLine($"t1.{nameof(t1.IsCompleted)}: {t1.IsCompleted}");    
            Console.WriteLine($"t2.{nameof(t2.IsCompleted)}: {t2.IsCompleted}");

            Console.Read();
        }

        /// <summary>
        /// 获取一个随机数
        /// </summary>
        /// <param name="id"></param>
        /// <returns></returns>
        private static async Task<int> GetRandomAsync(int id)
        {
            var num = await Task.Run(() =>
            {
                time++;
                Thread.Sleep(time * 100);
                return new Random().Next();
            });

            Console.WriteLine($"{id} 已经调用完成");
            return num;
        }
    }

图2-2 两个任务的 IsCompleted 属性都显示未完成

 

　　现在，在 Main() 方法中新增两行代码（6 和 7 两行），尝试调用 WaitAll() 方法。

        private static void Main(string[] args)
        {
            var t1 = GetRandomAsync(1);
            var t2 = GetRandomAsync(2);

            Task<int>[] tasks = new Task<int>[] { t1, t2 };
            Task.WaitAll(tasks);    //等待任务全部完成，才继续执行

            //IsCompleted 任务完成标识
            Console.WriteLine($"t1.{nameof(t1.IsCompleted)}: {t1.IsCompleted}");    
            Console.WriteLine($"t2.{nameof(t2.IsCompleted)}: {t2.IsCompleted}");

            Console.Read();
        }

图2-3 两个任务的 IsCompleted 属性都显示 True

 

　　现在，再次将第 7 行改动一下，调用 WaitAny() 方法试试。 

        private static void Main(string[] args)
        {
            var t1 = GetRandomAsync(1);
            var t2 = GetRandomAsync(2);

            Task<int>[] tasks = new Task<int>[] { t1, t2 };
            Task.WaitAny(tasks);    //等待任一 Task 完成，才继续执行

            //IsCompleted 任务完成标识
            Console.WriteLine($"t1.{nameof(t1.IsCompleted)}: {t1.IsCompleted}");    
            Console.WriteLine($"t2.{nameof(t2.IsCompleted)}: {t2.IsCompleted}");

            Console.Read();
        }

图2-4 有一个任务的 IsCompleted 属性显示 True （完成） 就继续执行

 

三、在异步方法中异步等待任务

　　上节说的是如何使用 WaitAll() 和 WaitAny() 同步地等待 Task 完成。这次我们使用 Task.WhenAll() 和 Task.WhenAny()  在异步方法中异步等待任务。

    internal class Program
    {
        private static int time = 0;

        private static void Main(string[] args)
        {
            var t = GetRandomAsync();

            Console.WriteLine($"t.{nameof(t.IsCompleted)}: {t.IsCompleted}");
            Console.WriteLine($"Result: {t.Result}");

            Console.Read();
        }

        /// <summary>
        /// 获取一个随机数
        /// </summary>
        /// <param name="id"></param>
        /// <returns></returns>
        private static async Task<int> GetRandomAsync()
        {
            time++;
            var t1 = Task.Run(() =>
            {
                Thread.Sleep(time * 100);
                return new Random().Next();
            });

            time++;
            var t2 = Task.Run(() =>
            {
                Thread.Sleep(time * 100);
                return new Random().Next();
            });

            //异步等待集合内的 Task 都完成，才进行下一步操作
            await Task.WhenAll(new List<Task<int>>() { t1, t2 });

            Console.WriteLine($"    t1.{nameof(t1.IsCompleted)}: {t1.IsCompleted}");
            Console.WriteLine($"    t2.{nameof(t2.IsCompleted)}: {t2.IsCompleted}");

            return t1.Result + t2.Result;
        }
    }

图3-1 调用 WhenAll()  方法

　　【注意】WhenAll() 异步等待集合内的 Task 都完成，不会占用主线程的时间。

　

 　　现在，我们把 GetRandomAsync() 方法内的 WhenAll() 方法替换成 WhenAny()，并且增大一下线程挂起时间，最终改动如下：

        private static async Task<int> GetRandomAsync()
        {
            time++;
            var t1 = Task.Run(() =>
            {
                Thread.Sleep(time * 100);
                return new Random().Next();
            });

            time++;
            var t2 = Task.Run(() =>
            {
                Thread.Sleep(time * 500);   //这里由 100 改为 500，不然看不到效果
                return new Random().Next();
            });

            //异步等待集合内的 Task 都完成，才进行下一步操作
            //await Task.WhenAll(new List<Task<int>>() { t1, t2 });
            await Task.WhenAny(new List<Task<int>>() { t1, t2 });

            Console.WriteLine($"    t1.{nameof(t1.IsCompleted)}: {t1.IsCompleted}");
            Console.WriteLine($"    t2.{nameof(t2.IsCompleted)}: {t2.IsCompleted}");

            return t1.Result + t2.Result;
        }

图3-2 调用 WhenAny() 方法

 

四、Task.Delay() 暂停执行

　　Task.Delay() 方法会创建一个 Task 对象，该对象将暂停其在线程中的处理，并在一定时间之后完成。和 Thread.Sleep 不同的是，它不会阻塞线程，意味着线程可以继续处理其它工作。

    internal class Program
    {
        private static void Main(string[] args)
        {
            Console.WriteLine($"{nameof(Main)} - start.");
            DoAsync();
            Console.WriteLine($"{nameof(Main)} - end.");

            Console.Read();
        }

        private static async void DoAsync()
        {
            Console.WriteLine($"    {nameof(DoAsync)} - start.");

            await Task.Delay(500);

            Console.WriteLine($"    {nameof(DoAsync)} - end.");
        }
    }

图4-1

 

传送门

　　入门：《开始接触 async/await 异步编程》

　　上篇：《走进异步编程的世界 - 剖析异步方法（上）》

　　下篇：《走进异步编程的世界 - 在 GUI 中执行异步操作》

 

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 【原文链接】http://www.cnblogs.com/liqingwen/p/5866241.html

【参考】《Illustrated C# 2012》