并行开发 —— 第六篇 异步编程模型
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).ContinueWith 11 (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 .ContinueWith 13 (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 ConsoleApplication4 11 { 12 class Program 13 { 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 else 46 { 47 if (e.Cancelled) 48 { 49 tcs.TrySetCanceled(); 50 } 51 else 52 { 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 try 64 { 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 }
