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聊聊多线程那一些事儿 之 四 经典应用(取与舍、动态创建)

程序员文章站 2022-05-07 13:56:20
前面已经讲解了task的运行、阻塞、同步、延续操作、取消等!今天我们就专门来聊聊关于async/await的那一些事,分析其实现原理,通过该文章你也该对async的使用还有更加清晰的理解 ......

   hello task,咱们又见面啦!!是不是觉得很熟读的开场白,哈哈你哟这感觉那就对了,说明你已经阅读过了我总结的前面4篇关于task的文章,谢谢支持!感觉不熟悉的也没有关系,在文章末尾我会列出前四篇文章的地址,可以点击详细阅读。

    前几篇文章分享了以后,无论是公众号还是博客园,都有小伙伴问我async/await的专栏总结分享,既然这样,那今天我们就专门来聊聊关于async/await的那一些事,通过该文章你也该对async的使用还有更加清晰的理解,谢谢!

async/await入门:

    async也就是我们说的异步方法,不废话,也不先说那么多的大理论,先上一个简单的实例,通过这个简单的实例实现和asyncd 初相识!!

 

 static void main(string[] args)
 {
     console.writeline($"主线程开始,线程id:{thread.currentthread.managedthreadid}\n");

     // 同步实现 
     addsync(1, 2);

     // 异步方法,没有 await
     addnoawaitsynchas(1, 2);

     // 异步方法,有 await
     addhasawaitasync(1, 2);

     console.writeline($"主线程结束,线程id:{thread.currentthread.managedthreadid}\n");
     console.readline();
     return;
 }

 /// <summary>
 /// 同步计算两个数字之和
 /// </summary>
 /// <param name="num1">参数1</param>
 /// <param name="num2">参数2</param>
 /// <returns></returns>
 private static int addsync(int num1, int num2)
 {
     thread.sleep(1000);
     console.writeline($"同步方法,线程id:{thread.currentthread.managedthreadid}\n");
     return num1 + num2;
 }

 /// <summary>
 /// 对两个数字求和 (异步方法,没有 await)
 /// </summary>
 /// <param name="num1">参数1</param>
 /// <param name="num2">参数2</param>
 /// <returns>结果</returns>
 private static async task<int> addnoawaitsynchas(int num1, int num2)
 {
     console.writeline($"异步线程没有await前,线程id:{thread.currentthread.managedthreadid}\n");
     // 两个数字求和,假设其中会涉及到很耗时的逻辑
     thread.sleep(1000);
     console.writeline($"异步线程没有await后,线程id:{thread.currentthread.managedthreadid}\n");
     return num1 + num2;
 }

 /// <summary>
 /// 对两个数字求和 (异步方法,有 await)
 /// </summary>
 /// <param name="num1">参数1</param>
 /// <param name="num2">参数2</param>
 /// <returns>结果</returns>
 private static async task<int> addhasawaitasync(int num1, int num2)
 {
     console.writeline($"异步线程await前,线程id:{thread.currentthread.managedthreadid}\n");
     // 两个数字求和,假设其中会涉及到很耗时的逻辑
     var add = add(num1, num2);
     int result = await add;
     console.writeline($"异步线程await后,线程id:{thread.currentthread.managedthreadid}\n");
     return result;
 }

 /// <summary>
 /// task 对两个数字求和
 /// </summary>
 /// <param name="num1">参数1</param>
 /// <param name="num2">参数2</param>
 /// <returns>结果</returns>
 private static task<int> add(int num1, int num2)
 {
     // 假设该逻辑执行起来很耗时
     var task = task.run(() =>
     {
         console.writeline($"我是task内部执行开始:线程id :{thread.currentthread.managedthreadid}\n");
         thread.sleep(5000);
         console.writeline($"我是task内部执行结束:线程id :{thread.currentthread.managedthreadid}\n");
         return num1 + num2;
     });

     return task;
 }

执行结果:

聊聊多线程那一些事儿 之 四 经典应用(取与舍、动态创建)

 

结合代码和执行结果,我们分析可以得出以下一些结论:

   1、通过async的写法和同步方法在实现和调用上都很相似

   2、异步方法async如果没有await关键词,其整体执行都是在主线中运行

    ----同步调用

    3、异步方法async有await关键词,其线程执行分水岭就在await

     ----await前,async执行还是在主线中执行

     ----await后,async的执行逻辑会新开一个线程

     ----也就是说,async其真正的异步还是await实现

     ​----而await修饰的实际是一个task修饰的变量或者返回的类型为task的方法体

     ​----所以最后的最后,async的异步还是通过task来实现的

    4、await是不能单独使用,一定是在是和async成对使用

     ----当然aysnc修饰的方法可以没有await关键词

  通过上面的一个简单实例,是不是发现要实现一个异步方法,是不是so easy,是的 ,你没说错,就是那么简单,但是也许你会问,干嘛实现一个异步方法整的的如此复杂,创建了这么多方法,是的,不急不急,我这样写,是为了更加清晰的明白其执行流程。好了,下面我们在一起来探讨一下aysnc/await的组成结构吧!

 

aysnc/await的组成结构:

 

其实异步方法的整体结构和一个普通的方法没有多大区别,唯一不一样的点,就是多了一个task逻辑主体,下面简单的分别来概要说明一下每一个环节:

聊聊多线程那一些事儿 之 四 经典应用(取与舍、动态创建)

    上面的图简单的绘制了一个异步方法在整体执行时的一个执行顺序。

异步方法调用

    个人觉得这个没有什么说的,其实很普通方法调用一样,只是说异步方法的调用结果一般为一个task对象,那么需要获获取其执行结果的值,或者对执行结果需要做一些逻辑处理,这个和操作一个普通的task一样,这儿就不在细说,不清楚的可以看我前面分享的几篇文章,会有详细的说明,谢谢!

aysnc的方法体

    通过实例我们应该已经知道,其实异步方法,也就是在普通的方法体上,加了一个async修饰罢了,其简单的结构大概是

    private aysnc task myaysnc(){具体方法实现}

    说说aysnc的返回类型

    其返回类型有三种情况,每一种情况适用于不同的业务场景,如下:

    a、tsak:其主要适用场景是,主程序只关心异步方法执行状态,不需要和主线程有任何执行结果数据交互。

    b、task<t>:其主要适用场景是,主程序不仅仅关心异步方法执行状态,并且还希望执行后返回一个数据类型为t的结果

    c、void: 主程序既不关系异步方法执行状态,也不关心其执行结果,只是主程序调用一次异步方法,对于除事件处理程序以外的代码,通常不鼓励使用 async void 方法,因为调用方不能

task逻辑主体

    aysnc为了实现异步,其中最关键的一个点就是await修饰符,await修饰的也就是task实现逻辑主体。task实现逻辑主体,其实在上就是一个task实例,所以其里面的实例逻辑使用和一个普通的task实例定义操作都是一样的,在此也就不在详细说明,前面的几篇文章也有详细的说明了,如果不清楚的可以查看以前的几篇文章。

     

aysnc/await的原理分析:

 

    在说这一块之前,我们先把写的代码编译后,在通过反编译后发现在代码里面根本找不到aysnc/await关键词,有兴趣的小伙伴,你也可以这样操作分析一下。那么我们就明白了aysnc/await其实是编译器层面给的一个语法糖,是为了方便实现一个异步方罢了。

从反编译后的代码看出编译器新生成一个继承iasyncstatemachine 的状态机结构asyncd(代码中叫<addhasawaitasync>d__2),下面是基于反编译后的代码来分析的。

iasyncstatemachine最基本的状态机接口定义:

public interface iasyncstatemachine {       
 void movenext();       
 void setstatemachine(iasyncstatemachine statemachine); 
}

 

    好了,说道这儿我们已经知道aysnc/await是编程器层面的一个语法糖,那么我们在来分析一下其执行的流程如下:

    第一步:主线程调用 addhasawaitasync(1,2)异步方法

   第二步:addhasawaitasync()方法内初始化状态机状态为-1,启动<addhasawaitasync>d__2

    第三步:movenext方法内部开始执行,task.run实现了把业务逻辑执行丢到线程池中,返回一个可等待的任务句柄。其底层还是借助委托实现。

    第四步:到此程序以及开启了两个线程,一个主线程,一个task线程,两个线程相互独立互不阻塞,各自执行对应的业务逻辑。

    好了,时间不早了,就先到这儿吧,感觉这一篇文章总结的不怎么好,先这样,后续我们在持续交流,谢谢!

 

猜您喜欢: 

 第一篇:聊聊多线程哪一些事儿(task)之 一创建运行与阻塞

 第二篇:聊聊多线程哪一些事儿(task)之 二 延续操作

 第三篇:聊聊多线程那一些事儿(task)之 三 异步取消和异步方法

 第四篇:聊聊多线程那一些事儿 之 四 经典应用(取与舍、动态创建)

end
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