async/Await使用和原理
await/async是.NetFramework4.5出现的,是语法糖,由编译器提供的功能!
await/async 是C#保留关键字,通常是成对出现,一般的建议是:要么不用,要么用到底
- async修饰方法,可以单独出现,但是没有任何意义,而且有警告
- await在方法体,只能出现在task/async方法前面,只有await会报错
下面来使用代码来剖析async和await的用法。
一:只有一个async没有await
/// <summary> /// 只有async没有await,会有个warn /// 跟普通方法没有区别 /// </summary> private static async void NoReturnNoAwait() { //主线程执行 Console.WriteLine($"NoReturnNoAwait Sleep before Task,ThreadId={Thread.CurrentThread.ManagedThreadId}"); Task task = Task.Run(() =>//启动新线程完成任务 { Console.WriteLine($"NoReturnNoAwait Sleep before,ThreadId={Thread.CurrentThread.ManagedThreadId}"); Thread.Sleep(3000); Console.WriteLine($"NoReturnNoAwait Sleep after,ThreadId={Thread.CurrentThread.ManagedThreadId}"); }); //主线程执行 Console.WriteLine($"NoReturnNoAwait Sleep after Task,ThreadId={Thread.CurrentThread.ManagedThreadId}"); }
调用如下:
private async static Task Test() { Console.WriteLine($"start 当前主线程id={Thread.CurrentThread.ManagedThreadId.ToString("00")}"); { NoReturnNoAwait(); } Console.WriteLine($"end Main Thread Task ManagedThreadId={Thread.CurrentThread.ManagedThreadId}"); Console.Read(); }
运行结果如下:
如果没有使用async,这就相当于一个普通的方法,另外注意的是方法的返回值使用Task接收,可以不用直接return
二:方法有async也有await
/// <summary> /// async/await /// 不能单独await /// await 只能放在task前面 /// 不推荐void返回值,使用Task来代替 /// Task和Task<T>能够使用await, Task.WhenAny, Task.WhenAll等方式组合使用。Async Void 不行 /// </summary> private static async Task NoReturn() { //主线程执行 Console.WriteLine($"NoReturn Sleep before await,ThreadId={Thread.CurrentThread.ManagedThreadId}"); TaskFactory taskFactory = new TaskFactory(); Task task = taskFactory.StartNew(() => { Console.WriteLine($"NoReturn Sleep before,ThreadId={Thread.CurrentThread.ManagedThreadId}"); Thread.Sleep(6000); Console.WriteLine($"NoReturn Sleep after,ThreadId={Thread.CurrentThread.ManagedThreadId}"); }); await task;//主线程到这里就返回了,执行主线程任务 Console.WriteLine($"NoReturn Sleep after await,ThreadId={Thread.CurrentThread.ManagedThreadId}"); //注意上面 // await task; // Console.WriteLine($"NoReturn Sleep after await,ThreadId={Thread.CurrentThread.ManagedThreadId}"); //等同于下面的代码 //task.ContinueWith(t => //{ // Console.WriteLine($"NoReturn Sleep after await,ThreadId={Thread.CurrentThread.ManagedThreadId}"); //}); }
调用如下:
private async static Task Test() { Console.WriteLine($"start 当前主线程id={Thread.CurrentThread.ManagedThreadId.ToString("00")}"); { NoReturn(); for (int i = 0; i < 5; i++) { Thread.Sleep(3000); Console.WriteLine($"Main Thread Task ManagedThreadId={Thread.CurrentThread.ManagedThreadId.ToString("00")} i={i}"); } } Console.WriteLine($"end Main Thread Task ManagedThreadId={Thread.CurrentThread.ManagedThreadId}"); Console.Read(); }
运行结果如下:
从上面结果可以看出:
1:主线程调用async/await方法,主线程遇到await返回执行后续动作,
2:await后面的代码会等着task任务的完成后再继续执行,其实就像把await后面的代码包装成一个continue的回调动作
3: 然后这个回调动作可能是Task线程,也可能是新的子线程,也可能是主线程
三:有返回值的task,如果要得到返回值,必须要t.Result
/// <summary> /// 带返回值的Task /// 要使用返回值就一定要等子线程计算完毕 /// </summary> /// <returns>async 就只返回long</returns> private static async Task<long> SumAsync() { Console.WriteLine($"SumAsync 111 start ManagedThreadId={Thread.CurrentThread.ManagedThreadId}"); long result = 0; await Task.Run(() => { for (int k = 0; k <3; k++) { Console.WriteLine($"SumAsync {k} await Task.Run ManagedThreadId={Thread.CurrentThread.ManagedThreadId}"); Thread.Sleep(1000); } for (long i = 0; i < 999999999; i++) { result += i; } }); Console.WriteLine($"SumFactory 111 end ManagedThreadId={Thread.CurrentThread.ManagedThreadId}"); await Task.Run(() => { for (int k = 0; k <3; k++) { Console.WriteLine($"SumAsync11111 {k} await Task.Run ManagedThreadId={Thread.CurrentThread.ManagedThreadId}"); Thread.Sleep(1000); } for (long i = 0; i < 999999999; i++) { result += i; } }); Console.WriteLine($"SumFactory 111 end ManagedThreadId={Thread.CurrentThread.ManagedThreadId}"); return result; }
调用如下
private async static Task Test() { Console.WriteLine($"start 当前主线程id={Thread.CurrentThread.ManagedThreadId.ToString("00")}"); { Task<long> t = SumAsync(); Console.WriteLine($"Main Thread Task ManagedThreadId={Thread.CurrentThread.ManagedThreadId}"); long result = t.Result;//访问result 主线程等待Task的完成 等价于t.Wait(); Console.WriteLine($"result=={result}"); } Console.WriteLine($"end Main Thread Task ManagedThreadId={Thread.CurrentThread.ManagedThreadId}"); Console.Read(); }
得到的结果如下:
通过上面可以得到:如果使用t.Result 或者t.Wait()则相当于堵塞主线程,也就是等待子线程完成之后,主线程才能进行下面的操作,而await 则是不堵塞主线程
四:下面通过代码和反编译看一下async的底层是怎么实现的
public class AwaitAsyncILSpy { public static void Show() { Console.WriteLine($"start1 {Thread.CurrentThread.ManagedThreadId.ToString("00")}"); Async(); Console.WriteLine($"aaa2 {Thread.CurrentThread.ManagedThreadId.ToString("00")}"); } private static async void Async() { Console.WriteLine($"ddd5 {Thread.CurrentThread.ManagedThreadId.ToString("00")}"); await Task.Run(() => { Thread.Sleep(500); Console.WriteLine($"bbb3 {Thread.CurrentThread.ManagedThreadId.ToString("00")}"); }); Console.WriteLine($"ccc4 {Thread.CurrentThread.ManagedThreadId.ToString("00")}"); } }
运行得到的结果根据上面的分析肯定是:15234
我们使用ILSPy来反编译dll,得到下图:
我们通过上图发现方法中加了async则会在反编译的时候增加的AsyncStateMachine状态(实现了IAsyncStateMachine接口),它实现的原理是:
初始化状态-1--执行就修改状态0--再执行就修改状态-1---执行就修改状态0---如果出现其他状态(-2)就结束了,就比如红绿灯一样,一样无限制的循环红灯-绿灯-红灯-绿灯
底层实现如下图:
付费内容,请联系本人QQ:1002453261
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