异步编程模型APM（2）

使用APM执行受计算限制的异步操作

　　我们可以通过APM来调用任何方法，但首先，我们需要定义一个与我们希望调用的方法拥有相同签名的方法。以计算1至n间总和的方法为例（这是一个计算密集的任务，它不执行任何I/O操作）。

private static UInt64 Sum(UInt64 n)
{
    UInt64 sum = 0;
    for(UInt64 i = 1; i <= n; i++)
    {
        checked
        {
             //在此使用了checked代码，以便于当结果sum与类型UInt64不符时抛出一个异常
            sum += i;
        }
    }
    return sum;
}

　　如果n非常大，Sum方法将需要执行很长时间。因此，我们希望异步执行该方法。为做到这一点，首先定义一个与希望异步调用的方法（Sum）拥有相同签名的委托。

internal delegate UInt64 SumDelegate(UInt64 n);

　　C#编译器将上一行代码编译为一个类定义，它的逻辑形式如下：

internal sealed class SumDelegate : MulticastDelegate
{
    public SumDelegate(Object object, IntPtr method);
    public UInt64 Invoke(UInt64 n);
    public IAsyncResult BeginInvoke(UInt64 n, AsyncCallback callback, Object object);
    public UInt64 EndInvoke(IAsyncResult result);
}

　　在C#源代码中定义一个委托时，编译器通常会生成一个包含BeginInvoke和EndInvoke方法的类。BeginInvoke方法与委托定义拥有相同的参数，另外还加上两个额外的参数AsyncCallback和Object。所有的BeginInvoke方法都返回一个IAsyncResult对象。EndInvoke方法只有一个参数，即IAsyncResult，EndInvoke方法返回的就是委托签名返回的数据类型。下面的代码示范了如何使用方法回调聚集技巧来异步调用Sum方法：

public static void Main()
{
    //初始化一个委托变量来引用我们希望异步调用的方法
    SumDelegate sumDelegate = Sum;

    //调用使用线程池线程的方法
    sumDelegate.BeginInvoke(100000000, SumIsDone, sumDelegate);

    //在这里执行一些其他代码

    //挂起主线程，便于演示
    Console.ReadLine();
}

private static void SumIsDone(IAsyncResult ar)
{
    //从IAsyncResult对象中提取SumDelegate对象
    SumDelegate sumDelegate = (SumDelegate)ar.AsyncState;

    //获得结果
    UInt64 sum = sumDelegate.EndInvoke(ar);

    //显示结果
    Console.WriteLine("Sum={0}", sum);
}

　　BeginInvoke方法将操作加入线程池的队列，线程池中的线程将被唤醒，将工作项从队列中取出，然后调用受计算限制的操作（本例中为Sum）。通常情况下，线程池中的线程从执行方法的过程中返回时，线程就返回到线程池。但是，BeginInvoke方法调用时以一个方法的名称（SumIsDone）作为它的倒数第二个参数。因此，当Sum方法返回时，线程池中的线程并不会返回到线程池中，相反，它将调用SumIsDone方法。也就是说，受计算限制的操作完成时将调用回调方法。

APM与异常

　　无论何时调用BeginXxx方法，它都可能抛出一个异常。Windows将告诉应用程序异步操作已错误完成，为实现这一点，Windows会向CLR线程池发送一个通知。最后我们的代码通过调用EndXxx方法将操作结果聚集。通常情况下，EndXxx方法将操作结果返回到代码中，但如果操作失败，EndXxx方法将抛出一个异常。因此，我们在调用EndXxx方法时应该考虑处理异常情况。如下所示：

private static void SumIsDone(IAsyncResult ar)
{
    //从IAsyncResult对象中提取SumDelegate对象
    SumDelegate sumDelegate = (SumDelegate)ar.AsyncState;

    try
    {
        UInt64 sum = sumDelegate.EndInvoke(ar);
        Console.WriteLine("Sum = {0}", sum);
    }
    catch(OverflowException)
    {
        Console.WriteLine("Sum can't be shown: number is too big.");
    }
}