构造awaitable对象

无论是在服务器端，还是在客户端，异步编程都一直大行其道。在服务器端，为提高性能，支撑更多的并发事务，线程不能够被阻塞；在客户端，为能总是及时地响应用户的操作， UI线程也不能阻塞，这都是需要异步编程大显神通的场合。但异步编程是困难的，串行的业务逻辑被打散，零落在代码的各个角落之中。

    .net一直试图降低异步编程的难度，从最开始的begin/end-invoke模式(APM)，到基于事件的异步模式(EAP)，这些技术仍未解决逻辑流程被打乱的问题，直到出现了async和await。在最新发布的win8和wp8中，微软都强调应用的可响应性,因此async和await的出现正逢其时。具体这两个关键字如何使用，大家可查阅MSDN等资料，在这里我想说明的是如何构造可异步调用(awaitable)的对象。当然，Task和Task<Result>是最常见的可await的对象，如：

 

01 private async void ok_Click(object sender, EventArgs e)
02 {
03      Console.WriteLine("大量的计算，放入工作线程中进行：");
04  
05      //异步操作
06      int ret = await Task<int>.Run(() => {
07                 int total = 0;
08                 for (int i = 0; i < 1000; i++)
09                 {
10                     total += i;
11                 }
12  
13                 return total;
14      });
15  
16      Console.WriteLine("得到结果：{0}",ret);
17  
18 }

 

    再如我们要在控件的事件响应中延时几秒钟，可以这样做：

1 private async void ok_Click(object sender, EventArgs e)
2 {
3      Console.WriteLine("异步延时，不会阻塞UI线程");
4  
5      await Task.Delay(5000);
6  
7      Console.WriteLine("延时时间到，会走到这里！");
8 }

 

    你也很容易想到与上面等价的解决办法：

 

1 private async void ok_Click(object sender, EventArgs e)
2 {
3      Console.WriteLine("异步延时，不会阻塞UI线程");
4  
5      await Task.Run( ()=>Thread.Sleep(5000) );
6  
7      Console.WriteLine("延时时间到，会走到这里！");
8 }

 

    这里需要提醒下，Task.Run模式只是一种简单的包装，需要在新的线程中执行异步代码，因此并不是一种高效的模式。下面我们自行构造一个“异步”函数，实现同样的延时效果而无需创建新线程(这样才能真正提升性能而不仅仅是提升可响应性，然而这是另外一个故事了)。这通常要借助TaskCompletionSource对象：

01 private async void ok_Click(object sender, EventArgs e)
02 {
03     Console.WriteLine("异步延时，不会阻塞UI线程");
04  
05     await MyDelay(5000);
06  
07     Console.WriteLine("延时时间到，会走到这里！");
08 }
09  
10 public Task MyDelay(int ms)
11 {
12     TaskCompletionSource<bool> tcs = null;
13  
14     System.Threading.Timer timer = new System.Threading.Timer(
15              (obj) => { //超时时间到来后的回调
16                          tcs.TrySetResult(true);
17                       },
18                    tcs,-1,-1
19            );
20  
21      tcs = new TaskCompletionSource<bool>(timer);
22      timer.Change(ms, -1);
23  
24      return tcs.Task;
25 }

 

       TaskCompletionSource常常用来构造Task对象，当异步操作要结束时设置其结果(TrySetResult)即可。然而，并非只有Task对象才是可await的，实际上，只要实现了GetAwaiter()方法(这个方法返回的对象要实现INotifyCompletion接口)的对象，均是awaitable的。

 

       那么，int(Int32)类型可不可以被await?当然可以，只要int类型具有GetAwaiter()方法即可！

 

       我们先实现可完成异步延时、实现INotifyCompletion接口的DelayAwait类：

 

01 public class DelayAwait : INotifyCompletion
02 {
03         private int delay;
04         private bool finished;
05  
06         public DelayAwait(int ms)
07         {
08             this.delay = ms;
09         }
10  
11         public bool IsCompleted
12         {
13             get { returnfinished; }
14         }
15  
16         public void OnCompleted(Action continuation)
17         {
18             new Timer(
19                    (obj) => {
20                        continuation();  //定时完成，调用await之后的代码
21                        finished = true;
22                       }, 
23                    this,
24                    delay, //延时时长
25                    -1               
26                 );
27         }
28  
29         public void GetResult() { }
30 }

     然后，我们让int类型"具有" GetAwaiter()方法，这很简单，利用扩展方法特性即可：

 

1 public static DelayAwait GetAwaiter(this int ms)
2 {
3     return new DelayAwait(ms);
4 }

     ok，这样我们以后就可以这样完成异步延时的功能了：

 

1 private async void ok_Click(object sender, EventArgs e)
2 {
3     Console.WriteLine("异步延时，不会阻塞UI线程");
4  
5     await 5000;  //因为int类型扩展实现了GetAwaiter(),因此是awaitable的
6  
7     Console.WriteLine("延时时间到，会走到这里！");
8 }

     我们需要注意DelayAwait类的实现，INotifyCompletion只规定了必须实现OnCompleted方法，但实际上要支持await还必须提供IsCompleted属性和GetResult方法。c#编译器遇到await的代码，会在背后偷偷地、自动生成一个状态机来真正实现“异步”，我们不要以为方法真的会被“中断”，这不过都是编译器施展的魔法。在编译器自动生成的代码中，会调用 IsCompleted、 OnCompleted、 GetResult这些方法，因此我们也必须实现这些方法。简单地说，会先判断 IsCompleted，若为假，则会调用 OnCompleted方法，在这个方法中我们注册当异步操作完成时需要做的后续操作——也即await后的代码。如果大家想弄清楚这背后的机制，推荐阅读  深入探究 WinRT 和 await 。

 

 

    这样看来，一切皆可awaitable。

 

 

 

    附（参考资料）：

 

     Async/Await FAQ

 

posted on 2012-12-15 15:36  南方青年  阅读(880)  评论(1)  编辑  收藏  举报

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