异步的世界,异步的世界

【转】C#异步的社会风气【上】

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新进阶的程序员可能对async、await用得比较多,却对此前的异步领会什么少。本人就是此类,由此打算回看学习下异步的进化史。 

本文紧如果回看async异步情势以前的异步,下篇小说再来重点分析async异步方式。

新进阶的程序员可能对async、await用得相比多,却对此前的异步驾驭什么少。本人就是此类,由此打算回想学习下异步的进化史。 

APM

APM 异步编程模型,Asynchronous Programming Model

早在C#1的时候就有了APM。尽管不是很精通,可是多少如故见过的。就是那一个类是BeginXXX和EndXXX的法子,且BeginXXX重返值是IAsyncResult接口。

在标准写APM示例从前大家先交给一段同步代码:

爱博体育app 1

//1、同步方法
private void button1_Click(object sender, EventArgs e)
{          
    Debug.WriteLine("【Debug】线程ID:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);

    var request = WebRequest.Create("https://github.com/");//为了更好的演示效果,我们使用网速比较慢的外网
    request.GetResponse();//发送请求    

    Debug.WriteLine("【Debug】线程ID:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
    label1.Text = "执行完毕!";
}

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【表达】为了更好的示范异步效果,这里大家选择winform程序来做示范。(因为winform始终都急需UI线程渲染界面,若是被UI线程占用则会产出“假死”状态)

【效果图】

爱博体育app 3

看图得知:

  • 咱俩在实践办法的时候页面现身了“假死”,拖不动了。
  • 咱俩看到打印结果,方法调用前和调用后线程ID都是9(也就是同一个线程)

上面大家再来演示对应的异步方法:(BeginGetResponse、EndGetResponse所谓的APM异步模型)

爱博体育app 4

private void button2_Click(object sender, EventArgs e)
{
    //1、APM 异步编程模型,Asynchronous Programming Model
    //C#1[基于IAsyncResult接口实现BeginXXX和EndXXX的方法]             
    Debug.WriteLine("【Debug】主线程ID:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);

    var request = WebRequest.Create("https://github.com/");
    request.BeginGetResponse(new AsyncCallback(t =>//执行完成后的回调
    {
        var response = request.EndGetResponse(t);
        var stream = response.GetResponseStream();//获取返回数据流 

        using (StreamReader reader = new StreamReader(stream))
        {
            StringBuilder sb = new StringBuilder();
            while (!reader.EndOfStream)
            {
                var content = reader.ReadLine();
                sb.Append(content);
            }
            Debug.WriteLine("【Debug】" + sb.ToString().Trim().Substring(0, 100) + "...");//只取返回内容的前100个字符 
            Debug.WriteLine("【Debug】异步线程ID:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
            label1.Invoke((Action)(() => { label1.Text = "执行完毕!"; }));//这里跨线程访问UI需要做处理
        }
    }), null);

    Debug.WriteLine("【Debug】主线程ID:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId); 
}

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【效果图】

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看图得知:

  • 启用异步方法并不曾是UI界面卡死
  • 异步方法启动了别的一个ID为12的线程

地点代码执行顺序:

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面前我们说过,APM的BebinXXX必须回到IAsyncResult接口。那么接下去大家分析IAsyncResult接口:

第一我们看:

爱博体育app 8

诚然重回的是IAsyncResult接口。那IAsyncResult到底长的怎样体统?:

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并没有想象中的那么复杂嘛。大家是还是不是可以品味那贯彻这几个接口,然后展现自己的异步方法吗?

首先定一个类MyWebRequest,然后继续IAsyncResult:(上边是基本的伪代码完成)

爱博体育app 10

public class MyWebRequest : IAsyncResult
{
    public object AsyncState
    {
        get { throw new NotImplementedException(); }
    }

    public WaitHandle AsyncWaitHandle
    {
        get { throw new NotImplementedException(); }
    }

    public bool CompletedSynchronously
    {
        get { throw new NotImplementedException(); }
    }

    public bool IsCompleted
    {
        get { throw new NotImplementedException(); }
    }
}

爱博体育app 11

那样必然是无法用的,起码也得有个存回调函数的习性吧,上边大家有些改造下:

爱博体育app 12

接下来大家得以自定义APM异步模型了:(成对的Begin、End)

爱博体育app 13

public IAsyncResult MyBeginXX(AsyncCallback callback)
{
    var asyncResult = new MyWebRequest(callback, null);
    var request = WebRequest.Create("https://github.com/");
    new Thread(() =>  //重新启用一个线程
    {
        using (StreamReader sr = new StreamReader(request.GetResponse().GetResponseStream()))
        {
            var str = sr.ReadToEnd();
            asyncResult.SetComplete(str);//设置异步结果
        }

    }).Start();
    return asyncResult;//返回一个IAsyncResult
}

public string MyEndXX(IAsyncResult asyncResult)
{
    MyWebRequest result = asyncResult as MyWebRequest;
    return result.Result;
}

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调用如下:

爱博体育app 15

 private void button4_Click(object sender, EventArgs e)
 {
     Debug.WriteLine("【Debug】主线程ID:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
     MyBeginXX(new AsyncCallback(t =>
     {
         var result = MyEndXX(t);
         Debug.WriteLine("【Debug】" + result.Trim().Substring(0, 100) + "...");
         Debug.WriteLine("【Debug】异步线程ID:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
     }));
     Debug.WriteLine("【Debug】主线程ID:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
 }

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效果图:

爱博体育app 17

我们看到自己完成的功效基本上和系统提供的几乎。

  • 启用异步方法并没有是UI界面卡死
  • 异步方法启动了此外一个ID为11的线程

【总结】

个体觉得APM异步方式就是启用其它一个线程执行耗时职责,然后经过回调函数执行后续操作。

APM还足以经过别的措施得到值,如:

while (!asyncResult.IsCompleted)//循环,直到异步执行完成 (轮询方式)
{
    Thread.Sleep(100);
}
var stream2 = request.EndGetResponse(asyncResult).GetResponseStream();

asyncResult.AsyncWaitHandle.WaitOne();//阻止线程,直到异步完成 (阻塞等待)
var stream2 = request.EndGetResponse(asyncResult).GetResponseStream();

 

补偿:尽管是普通方法,大家也得以经过信托异步:(BeginInvoke、EndInvoke)

爱博体育app 18

 public void MyAction()
 {
     var func = new Func<string, string>(t =>
     {
         Thread.Sleep(2000);
         return "name:" + t + DateTime.Now.ToString();
     });

     var asyncResult = func.BeginInvoke("张三", t =>
     {
         string str = func.EndInvoke(t);
         Debug.WriteLine(str);
     }, null); 
 }

爱博体育app 19

本文紧如果回看async异步形式之前的异步,下篇作品再来重点解析async异步方式。

EAP

EAP 基于事件的异步情势,伊芙nt-based Asynchronous Pattern

此情势在C#2的时候光顾。

先来看个EAP的事例:

爱博体育app 20

 private void button3_Click(object sender, EventArgs e)
 {            
     Debug.WriteLine("【Debug】主线程ID:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);

     BackgroundWorker worker = new BackgroundWorker();
     worker.DoWork += new DoWorkEventHandler((s1, s2) =>
     {
         Thread.Sleep(2000);
         Debug.WriteLine("【Debug】异步线程ID:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
     });//注册事件来实现异步
     worker.RunWorkerAsync(this);
     Debug.WriteLine("【Debug】主线程ID:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
 }

爱博体育app 21

 

【效果图】(同样不会阻塞UI界面)

爱博体育app 22

【特征】

  • 通过事件的法门注册回调函数
  • 透过 XXXAsync方法来执行异步调用

事例很简短,不过和APM格局相比,是或不是绝非那么显著透明。为啥可以那样达成?事件的注册是在干嘛?为何执行RunWorkerAsync会触发注册的函数?

感到温馨又想多了…

咱俩试着反编译看看源码:

爱博体育app 23

 只想说,这么玩,有意思啊?

APM

APM 异步编程模型,Asynchronous Programming Model

早在C#1的时候就有了APM。即使不是很熟谙,可是多少依然见过的。就是那么些类是BeginXXX和EndXXX的措施,且BeginXXX再次来到值是IAsyncResult接口。

在正规写APM示例以前大家先交由一段一块代码

//1、同步方法
private void button1_Click(object sender, EventArgs e)
{          
    Debug.WriteLine("【Debug】线程ID:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);

    var request = WebRequest.Create("https://github.com/");//为了更好的演示效果,我们使用网速比较慢的外网
    request.GetResponse();//发送请求    

    Debug.WriteLine("【Debug】线程ID:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
    label1.Text = "执行完毕!";
}

【表达】为了更好的以身作则异步效果,这里大家应用winform程序来做示范。(因为winform始终都亟待UI线程渲染界面,假设被UI线程占用则会现出“假死”状态)

【效果图】

爱博体育app 24

看图得知:

  • 咱俩在推行情势的时候页面出现了“假死”,拖不动了。
  • 咱俩看看打印结果,方法调用前和调用后线程ID都是9(也就是同一个线程)

上边大家再来演示对应的异步方法:(BeginGetResponse、EndGetResponse所谓的APM异步模型)

private void button2_Click(object sender, EventArgs e)
{
    //1、APM 异步编程模型,Asynchronous Programming Model
    //C#1[基于IAsyncResult接口实现BeginXXX和EndXXX的方法]             
    Debug.WriteLine("【Debug】主线程ID:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);

    var request = WebRequest.Create("https://github.com/");
    request.BeginGetResponse(new AsyncCallback(t =>//执行完成后的回调
    {
        var response = request.EndGetResponse(t);
        var stream = response.GetResponseStream();//获取返回数据流 

        using (StreamReader reader = new StreamReader(stream))
        {
            StringBuilder sb = new StringBuilder();
            while (!reader.EndOfStream)
            {
                var content = reader.ReadLine();
                sb.Append(content);
            }
            Debug.WriteLine("【Debug】" + sb.ToString().Trim().Substring(0, 100) + "...");//只取返回内容的前100个字符 
            Debug.WriteLine("【Debug】异步线程ID:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
            label1.Invoke((Action)(() => { label1.Text = "执行完毕!"; }));//这里跨线程访问UI需要做处理
        }
    }), null);

    Debug.WriteLine("【Debug】主线程ID:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId); 
}

【效果图】

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看图得知:

  • 启用异步方法并没有是UI界面卡死
  • 异步方法启动了其余一个ID为12的线程

地点代码执行顺序:

爱博体育app 26

前面大家说过,APM的BebinXXX必须回到IAsyncResult接口。那么接下去大家分析IAsyncResult接口:

先是咱们看:

爱博体育app 27

当真再次回到的是IAsyncResult接口。那IAsyncResult到底长的哪些样子?:

爱博体育app 28

并不曾设想中的那么复杂嘛。大家是或不是可以尝试那贯彻这几个接口,然后突显自己的异步方法呢?

第一定一个类MyWebRequest,然后继续IAsyncResult:(上边是主导的伪代码落成)

public class MyWebRequest : IAsyncResult
{
    public object AsyncState
    {
        get { throw new NotImplementedException(); }
    }

    public WaitHandle AsyncWaitHandle
    {
        get { throw new NotImplementedException(); }
    }

    public bool CompletedSynchronously
    {
        get { throw new NotImplementedException(); }
    }

    public bool IsCompleted
    {
        get { throw new NotImplementedException(); }
    }
}

如此那般必然是不可能用的,起码也得有个存回调函数的性能吧,下边大家稍事改造下:

爱博体育app 29

接下来我们可以自定义APM异步模型了:(成对的Begin、End)

public IAsyncResult MyBeginXX(AsyncCallback callback)
{
    var asyncResult = new MyWebRequest(callback, null);
    var request = WebRequest.Create("https://github.com/");
    new Thread(() =>  //重新启用一个线程
    {
        using (StreamReader sr = new StreamReader(request.GetResponse().GetResponseStream()))
        {
            var str = sr.ReadToEnd();
            asyncResult.SetComplete(str);//设置异步结果
        }

    }).Start();
    return asyncResult;//返回一个IAsyncResult
}

public string MyEndXX(IAsyncResult asyncResult)
{
    MyWebRequest result = asyncResult as MyWebRequest;
    return result.Result;
}

调用如下:

 private void button4_Click(object sender, EventArgs e)
 {
     Debug.WriteLine("【Debug】主线程ID:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
     MyBeginXX(new AsyncCallback(t =>
     {
         var result = MyEndXX(t);
         Debug.WriteLine("【Debug】" + result.Trim().Substring(0, 100) + "...");
         Debug.WriteLine("【Debug】异步线程ID:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
     }));
     Debug.WriteLine("【Debug】主线程ID:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
 }

效果图:

爱博体育app 30

俺们见到自己完毕的机能基本上和连串提供的大半。

  • 启用异步方法并没有是UI界面卡死
  • 异步方法启动了其余一个ID为11的线程

【总结】

私家认为APM异步格局就是启用此外一个线程执行耗时职责,然后通过回调函数执行后续操作。

APM还足以由此任何形式获取值,如:

while (!asyncResult.IsCompleted)//循环,直到异步执行完成 (轮询方式)
{
    Thread.Sleep(100);
}
var stream2 = request.EndGetResponse(asyncResult).GetResponseStream();

asyncResult.AsyncWaitHandle.WaitOne();//阻止线程,直到异步完成 (阻塞等待)
var stream2 = request.EndGetResponse(asyncResult).GetResponseStream();

 

补充:即便是不乏先例方法,我们也足以因而信托异步:(BeginInvoke、EndInvoke)

 public void MyAction()
 {
     var func = new Func<string, string>(t =>
     {
         Thread.Sleep(2000);
         return "name:" + t + DateTime.Now.ToString();
     });

     var asyncResult = func.BeginInvoke("张三", t =>
     {
         string str = func.EndInvoke(t);
         Debug.WriteLine(str);
     }, null); 
 }

TAP

TAP 基于职责的异步形式,Task-based Asynchronous Pattern

到近年来停止,大家觉得上边的APM、EAP异步方式好用吧?好像向来不意识什么问题。再精心想想…假使大家有三个异步方法须求按先后顺序执行,并且须求(在主进度)获得所有再次来到值。

首先定义多少个委托:

爱博体育app 31

public Func<string, string> func1()
{
    return new Func<string, string>(t =>
    {
        Thread.Sleep(2000);
        return "name:" + t;
    });
}
public Func<string, string> func2()
{
    return new Func<string, string>(t =>
    {
        Thread.Sleep(2000);
        return "age:" + t;
    });
}
public Func<string, string> func3()
{
    return new Func<string, string>(t =>
    {
        Thread.Sleep(2000);
        return "sex:" + t;
    });
}

爱博体育app 32

然后依据一定顺序执行:

爱博体育app 33

public void MyAction()
{
    string str1 = string.Empty, str2 = string.Empty, str3 = string.Empty;
    IAsyncResult asyncResult1 = null, asyncResult2 = null, asyncResult3 = null;
    asyncResult1 = func1().BeginInvoke("张三", t =>
    {
        str1 = func1().EndInvoke(t);
        Debug.WriteLine("【Debug】异步线程ID:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
        asyncResult2 = func2().BeginInvoke("26", a =>
        {
            str2 = func2().EndInvoke(a);
            Debug.WriteLine("【Debug】异步线程ID:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
            asyncResult3 = func3().BeginInvoke("男", s =>
            {
                str3 = func3().EndInvoke(s);
                Debug.WriteLine("【Debug】异步线程ID:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
            }, null);
        }, null);
    }, null);

    asyncResult1.AsyncWaitHandle.WaitOne();
    asyncResult2.AsyncWaitHandle.WaitOne();
    asyncResult3.AsyncWaitHandle.WaitOne();
    Debug.WriteLine(str1 + str2 + str3);
} 

爱博体育app 34

除外难看、难读一点类似也没怎么 。不过真正是如此吧?

爱博体育app 35

asyncResult2是null?
由此可见在成功第三个异步操作以前从未对asyncResult2举行赋值,asyncResult2执行异步等待的时候报这几个。那么那样我们就不能控制多少个异步函数,依照一定顺序执行到位后再得到再次来到值。(理论上依旧有任何办法的,只是会然代码更加错综复杂)

 

不错,现在该大家的TAP登场了。

爱博体育app 36

只必要调用Task类的静态方法Run,即可轻松使用异步。

收获重临值:

爱博体育app 37

var task1 = Task<string>.Run(() =>
{
    Thread.Sleep(1500);
    Console.WriteLine("【Debug】task1 线程ID:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
    return "张三";
});
//其他逻辑            
task1.Wait();
var value = task1.Result;//获取返回值
Console.WriteLine("【Debug】主 线程ID:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);

爱博体育app 38

如今我们处理地方两个异步按序执行:

爱博体育app 39

Console.WriteLine("【Debug】主 线程ID:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
string str1 = string.Empty, str2 = string.Empty, str3 = string.Empty;
var task1 = Task.Run(() =>
{
    Thread.Sleep(500);
    str1 = "姓名:张三,";
    Console.WriteLine("【Debug】task1 线程ID:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
}).ContinueWith(t =>
{
    Thread.Sleep(500);
    str2 = "年龄:25,";
    Console.WriteLine("【Debug】task2 线程ID:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
}).ContinueWith(t =>
{
    Thread.Sleep(500);
    str3 = "爱好:妹子";
    Console.WriteLine("【Debug】task3 线程ID:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
});

Thread.Sleep(2500);//其他逻辑代码

task1.Wait();

Debug.WriteLine(str1 + str2 + str3);
Console.WriteLine("【Debug】主 线程ID:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);

爱博体育app 40

[效果图]

爱博体育app 41

俺们见到,结果都取得了,且是异步按序执行的。且代码的逻辑思路万分清晰。如果你感触还不是很大,那么您现象一经是100个异步方法需求异步按序执行吗?用APM的异步回调,那至少也得异步回调嵌套100次。那代码的复杂度简单的说。

 

EAP

EAP 基于事件的异步情势,伊夫(Eve)nt-based Asynchronous Pattern

此方式在C#2的时候光顾。

先来看个EAP的事例:

 private void button3_Click(object sender, EventArgs e)
 {            
     Debug.WriteLine("【Debug】主线程ID:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);

     BackgroundWorker worker = new BackgroundWorker();
     worker.DoWork += new DoWorkEventHandler((s1, s2) =>
     {
         Thread.Sleep(2000);
         Debug.WriteLine("【Debug】异步线程ID:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
     });//注册事件来实现异步
     worker.RunWorkerAsync(this);
     Debug.WriteLine("【Debug】主线程ID:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
 }

 

【效果图】(同样不会阻塞UI界面)

爱博体育app 42

【特征】

  • 通过事件的法门注册回调函数
  • 透过 XXXAsync方法来执行异步调用

事例很简单,可是和APM情势比较,是或不是从未那么明显透明。为何可以那样完结?事件的登记是在干嘛?为啥执行RunWorkerAsync会触发注册的函数?

觉得温馨又想多了…

俺们试着反编译看看源码:

爱博体育app 43

 只想说,这么玩,有意思啊?

延长思考

  • WaitOne落成等待的原理

  • 异步为啥会提升性能

  • 线程的施用数据和CPU的使用率有早晚的关联呢

 

问题1:WaitOne已毕等待的规律

在此从前,我们先来大概的问询下二十四线程信号控制AutoReset伊夫(Eve)nt类。

var _asyncWaitHandle = new AutoResetEvent(false);
_asyncWaitHandle.WaitOne();

此代码会在 WaitOne 的地方会一直守候下去。除非有别的一个线程执行 AutoReset伊夫nt 的set方法。

var _asyncWaitHandle = new AutoResetEvent(false);
_asyncWaitHandle.Set();
_asyncWaitHandle.WaitOne();

那样,到了 WaitOne 就足以一贯实施下去。没有有其它等待。

今天大家对APM 异步编程模型中的 WaitOne 等待是否明亮了点什么吧。大家回头来贯彻此前自定义异步方法的异步等待。

爱博体育app 44

public class MyWebRequest : IAsyncResult
{
    //异步回调函数(委托)
    private AsyncCallback _asyncCallback;
    private AutoResetEvent _asyncWaitHandle;
    public MyWebRequest(AsyncCallback asyncCallback, object state)
    {
        _asyncCallback = asyncCallback;
        _asyncWaitHandle = new AutoResetEvent(false);
    }
    //设置结果
    public void SetComplete(string result)
    {
        Result = result;
        IsCompleted = true;
        _asyncWaitHandle.Set();
        if (_asyncCallback != null)
        {
            _asyncCallback(this);
        }
    }
    //异步请求返回值
    public string Result { get; set; }
    //获取用户定义的对象,它限定或包含关于异步操作的信息。
    public object AsyncState
    {
        get { throw new NotImplementedException(); }
    }
    // 获取用于等待异步操作完成的 System.Threading.WaitHandle。
    public WaitHandle AsyncWaitHandle
    {
        //get { throw new NotImplementedException(); }

        get { return _asyncWaitHandle; }
    }
    //获取一个值,该值指示异步操作是否同步完成。
    public bool CompletedSynchronously
    {
        get { throw new NotImplementedException(); }
    }
    //获取一个值,该值指示异步操作是否已完成。
    public bool IsCompleted
    {
        get;
        private set;
    }
}

爱博体育app 45

红色代码就是骤增的异步等待。

【执行步骤】

爱博体育app 46

 

题目2:异步为何会提高性能

诸如同步代码:

Thread.Sleep(10000);//假设这是个访问数据库的方法
Thread.Sleep(10000);//假设这是个访问FQ网站的方法

其一代码必要20秒。

假定是异步:

爱博体育app 47

var task = Task.Run(() =>
{
    Thread.Sleep(10000);//假设这是个访问数据库的方法
});
Thread.Sleep(10000);//假设这是个访问FQ网站的方法
task.Wait();

爱博体育app 48

如此那般如同果10秒了。那样就节省了10秒。

如果是:

var task = Task.Run(() =>
{
    Thread.Sleep(10000);//假设这是个访问数据库的方法
}); 
task.Wait();

异步执行中间没有耗时的代码那么那样的异步将是未曾意思的。

或者:

爱博体育app 49

var task = Task.Run(() =>
{
    Thread.Sleep(10000);//假设这是个访问数据库的方法
}); 
task.Wait();
Thread.Sleep(10000);//假设这是个访问FQ网站的方法

爱博体育app 50

把耗时任务放在异步等待后,那那样的代码也是不会有总体性进步的。

再有一种情况:

假如是单核CPU进行高密集运算操作,那么异步也是从未意思的。(因为运算是老大耗CPU,而网络请求等待不耗CPU)

 

题材3:线程的拔取数据和CPU的使用率有必然的关系吗

答案是或不是。

要么拿单核做假如。

情况1:

爱博体育app 51

long num = 0;
while (true)
{
    num += new Random().Next(-100,100);
    //Thread.Sleep(100);
}

爱博体育app 52

单核下,我们只启动一个线程,就可以让你CPU爆满。

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启动八次,八进程CPU基本满员。

情况2:

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一千八个线程,而CPU的使用率竟然是0。由此,大家收获了前面的下结论,线程的行使数据和CPU的使用率没有一定的维系。

虽说那样,不过也无法毫无节制的拉开线程。因为:

  • 敞开一个新的线程的经过是相比耗资源的。(不过使用线程池,来下滑开启新线程所消耗的资源)
  • 二十四线程的切换也是索要时间的。
  • 种种线程占用了一定的内存保存线程上下文音信。

 

demo:http://pan.baidu.com/s/1slOxgnF

TAP

TAP 基于职分的异步格局,Task-based Asynchronous Pattern

到近日截止,大家认为上边的APM、EAP异步形式好用吗?好像从没发觉什么样问题。再精心想想…假设大家有三个异步方法需求按先后顺序执行,并且须求(在主进程)得到所有重临值。

爱博体育app,第一定义多少个委托:

public Func<string, string> func1()
{
    return new Func<string, string>(t =>
    {
        Thread.Sleep(2000);
        return "name:" + t;
    });
}
public Func<string, string> func2()
{
    return new Func<string, string>(t =>
    {
        Thread.Sleep(2000);
        return "age:" + t;
    });
}
public Func<string, string> func3()
{
    return new Func<string, string>(t =>
    {
        Thread.Sleep(2000);
        return "sex:" + t;
    });
}

下一场根据一定顺序执行:

public void MyAction()
{
    string str1 = string.Empty, str2 = string.Empty, str3 = string.Empty;
    IAsyncResult asyncResult1 = null, asyncResult2 = null, asyncResult3 = null;
    asyncResult1 = func1().BeginInvoke("张三", t =>
    {
        str1 = func1().EndInvoke(t);
        Debug.WriteLine("【Debug】异步线程ID:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
        asyncResult2 = func2().BeginInvoke("26", a =>
        {
            str2 = func2().EndInvoke(a);
            Debug.WriteLine("【Debug】异步线程ID:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
            asyncResult3 = func3().BeginInvoke("男", s =>
            {
                str3 = func3().EndInvoke(s);
                Debug.WriteLine("【Debug】异步线程ID:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
            }, null);
        }, null);
    }, null);

    asyncResult1.AsyncWaitHandle.WaitOne();
    asyncResult2.AsyncWaitHandle.WaitOne();
    asyncResult3.AsyncWaitHandle.WaitOne();
    Debug.WriteLine(str1 + str2 + str3);
} 

除了难看、难读一点近乎也没怎么 。可是真的是那样吗?

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asyncResult2是null?
显而易见在成就第四个异步操作以前并未对asyncResult2进行赋值,asyncResult2执行异步等待的时候报这几个。那么这么大家就无法控制七个异步函数,依据一定顺序执行到位后再得到再次来到值。(理论上或者有其余措施的,只是会然代码越发错综复杂)

 

是的,现在该大家的TAP登场了。

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只要求调用Task类的静态方法Run,即可轻松使用异步。

赢得重返值:

var task1 = Task<string>.Run(() =>
{
    Thread.Sleep(1500);
    Console.WriteLine("【Debug】task1 线程ID:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
    return "张三";
});
//其他逻辑            
task1.Wait();
var value = task1.Result;//获取返回值
Console.WriteLine("【Debug】主 线程ID:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);

现行我们处理地点三个异步按序执行:

Console.WriteLine("【Debug】主 线程ID:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
string str1 = string.Empty, str2 = string.Empty, str3 = string.Empty;
var task1 = Task.Run(() =>
{
    Thread.Sleep(500);
    str1 = "姓名:张三,";
    Console.WriteLine("【Debug】task1 线程ID:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
}).ContinueWith(t =>
{
    Thread.Sleep(500);
    str2 = "年龄:25,";
    Console.WriteLine("【Debug】task2 线程ID:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
}).ContinueWith(t =>
{
    Thread.Sleep(500);
    str3 = "爱好:妹子";
    Console.WriteLine("【Debug】task3 线程ID:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
});

Thread.Sleep(2500);//其他逻辑代码

task1.Wait();

Debug.WriteLine(str1 + str2 + str3);
Console.WriteLine("【Debug】主 线程ID:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);

[效果图]

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咱俩看来,结果都收获了,且是异步按序执行的。且代码的逻辑思路卓殊清楚。即使您感受还不是很大,那么你现象假诺是100个异步方法须要异步按序执行吗?用APM的异步回调,那至少也得异步回调嵌套100次。那代码的复杂度不言而喻。

 

拉开思考

  • WaitOne落成等待的法则

  • 异步为何会提高性能

  • 线程的应用数据和CPU的使用率有必然的牵连吗

 

问题1:WaitOne落成等待的法则

在此从前,我们先来不难的询问下三八线程信号控制AutoReset伊芙(Eve)nt类。

var _asyncWaitHandle = new AutoResetEvent(false);
_asyncWaitHandle.WaitOne();

此代码会在 WaitOne 的地点会一直等待下去。除非有此外一个线程执行 AutoReset伊芙(Eve)nt 的set方法。

var _asyncWaitHandle = new AutoResetEvent(false);
_asyncWaitHandle.Set();
_asyncWaitHandle.WaitOne();

那般,到了 WaitOne 就足以向来执行下去。没有有其他等待。

现今大家对APM 异步编程模型中的 WaitOne 等待是或不是领略了点什么呢。我们回头来完结从前自定义异步方法的异步等待。

public class MyWebRequest : IAsyncResult
{
    //异步回调函数(委托)
    private AsyncCallback _asyncCallback;
    private AutoResetEvent _asyncWaitHandle;
    public MyWebRequest(AsyncCallback asyncCallback, object state)
    {
        _asyncCallback = asyncCallback;
        _asyncWaitHandle = new AutoResetEvent(false);
    }
    //设置结果
    public void SetComplete(string result)
    {
        Result = result;
        IsCompleted = true;
        _asyncWaitHandle.Set();
        if (_asyncCallback != null)
        {
            _asyncCallback(this);
        }
    }
    //异步请求返回值
    public string Result { get; set; }
    //获取用户定义的对象,它限定或包含关于异步操作的信息。
    public object AsyncState
    {
        get { throw new NotImplementedException(); }
    }
    // 获取用于等待异步操作完成的 System.Threading.WaitHandle。
    public WaitHandle AsyncWaitHandle
    {
        //get { throw new NotImplementedException(); }

        get { return _asyncWaitHandle; }
    }
    //获取一个值,该值指示异步操作是否同步完成。
    public bool CompletedSynchronously
    {
        get { throw new NotImplementedException(); }
    }
    //获取一个值,该值指示异步操作是否已完成。
    public bool IsCompleted
    {
        get;
        private set;
    }
}

丁亥革命代码就是骤增的异步等待。

【执行步骤】

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问题2:异步为啥会升级性能

诸如同步代码:

Thread.Sleep(10000);//假设这是个访问数据库的方法
Thread.Sleep(10000);//假设这是个访问FQ网站的方法

那些代码需求20秒。

一经是异步:

var task = Task.Run(() =>
{
    Thread.Sleep(10000);//假设这是个访问数据库的方法
});
Thread.Sleep(10000);//假设这是个访问FQ网站的方法
task.Wait();

如此就倘使10秒了。那样就节省了10秒。

如果是:

var task = Task.Run(() =>
{
    Thread.Sleep(10000);//假设这是个访问数据库的方法
}); 
task.Wait();

异步执行中间没有耗时的代码那么那样的异步将是未曾意思的。

或者:

var task = Task.Run(() =>
{
    Thread.Sleep(10000);//假设这是个访问数据库的方法
}); 
task.Wait();
Thread.Sleep(10000);//假设这是个访问FQ网站的方法

把耗时职务放在异步等待后,那那样的代码也是不会有性能进步的。

还有一种景况:

一旦是单核CPU进行高密集运算操作,那么异步也是从未意义的。(因为运算是相当耗CPU,而网络请求等待不耗CPU)

 

问题3:线程的采用数据和CPU的使用率有早晚的联系吗

答案是不是。

要么拿单核做要是。

情况1:

long num = 0;
while (true)
{
    num += new Random().Next(-100,100);
    //Thread.Sleep(100);
}

单核下,大家只启动一个线程,就足以让你CPU爆满。

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起步八次,八进度CPU基本满员。

情况2:

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一千多个线程,而CPU的使用率竟然是0。由此,大家获取了事先的下结论,线程的运用数据和CPU的使用率没有必然的关联。

虽说那样,但是也无法毫无节制的拉开线程。因为:

  • 打开一个新的线程的进程是比较耗资源的。(然则使用线程池,来下滑开启新线程所消耗的资源)
  • 二十四线程的切换也是内需时间的。
  • 各样线程占用了肯定的内存保存线程上下文新闻。

 

demo:http://pan.baidu.com/s/1slOxgnF

本文已联手至索引目录:《C#基础知识巩固

对于异步编程领会不深,文中极有可能多处错误描述和见地。

谢谢广大园友的指正。

针对相互研商的目的,绝无想要误导大家的意趣。

 

【推荐】

http://www.cnblogs.com/wisdomqq/archive/2012/03/26/2412349.html

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