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详解C#中 Thread,Task,Async/Await,IAsyncResult的那些事儿

说起异步,thread,task,async/await,iasyncresult 这些东西肯定是绕不开的,今天就来依次聊聊他们

1.线程(thread)

多线程的意义在于一个应用程序中,有多个执行部分可以同时执行;对于比较耗时的操作(例如io,数据库操作),或者等待响应(如wcf通信)的操作,可以单独开启后台线程来执行,这样主线程就不会阻塞,可以继续往下执行;等到后台线程执行完毕,再通知主线程,然后做出对应操作!

在c#中开启新线程比较简单

?

static void main( string [] args)

{

  console.writeline( "主线程开始" );

  //isbackground=true,将其设置为后台线程

  thread t = new thread(run) { isbackground = true };

  t.start();

   console.writeline( "主线程在做其他的事!" );

  //主线程结束,后台线程会自动结束,不管有没有执行完成

  //thread.sleep(300);

  thread.sleep(1500);

  console.writeline( "主线程结束" );

}

static void run()

{

  thread.sleep(700);

  console.writeline( "这是后台线程调用" );

}

执行结果如下图,

可以看到在启动后台线程之后,主线程继续往下执行了,并没有等到后台线程执行完之后。

1.1 线程池

试想一下,如果有大量的任务需要处理,例如网站后台对于http请求的处理,那是不是要对每一个请求创建一个后台线程呢?显然不合适,这会占用大量内存,而且频繁地创建的过程也会严重影响速度,那怎么办呢?线程池就是为了解决这一问题,把创建的线程存起来,形成一个线程池(里面有多个线程),当要处理任务时,若线程池中有空闲线程(前一个任务执行完成后,线程不会被回收,会被设置为空闲状态),则直接调用线程池中的线程执行(例asp.net处理机制中的application对象),

使用事例:

?

for ( int i = 0; i < 10; i++)

{

  threadpool.queueuserworkitem(m =>

  {

   console.writeline(thread.currentthread.managedthreadid.tostring());

  });

}

console.read();

运行结果:

可以看到,虽然执行了10次,但并没有创建10个线程。

 1.2 信号量(semaphore)

 semaphore负责协调线程,可以限制对某一资源访问的线程数量

 这里对semaphoreslim类的用法做一个简单的事例:

?

static semaphoreslim semlim = new semaphoreslim(3); //3表示最多只能有三个线程同时访问

static void main( string [] args)

{

  for ( int i = 0; i < 10; i++)

  {

   new thread(semaphoretest).start();

  }

  console.read();

}

static void semaphoretest()

{

  semlim.wait();

  console.writeline( "线程" + thread.currentthread.managedthreadid.tostring() + "开始执行" );

  thread.sleep(2000);

  console.writeline( "线程" + thread.currentthread.managedthreadid.tostring() + "执行完毕" );

  semlim.release();

}

执行结果如下:

可以看到,刚开始只有三个线程在执行,当一个线程执行完毕并释放之后,才会有新的线程来执行方法!

除了semaphoreslim类,还可以使用semaphore类,感觉更加灵活,感兴趣的话可以搜一下,这里就不做演示了!

2.task

task是.net4.0加入的,跟线程池threadpool的功能类似,用task开启新任务时,会从线程池中调用线程,而thread每次实例化都会创建一个新的线程。

?

console.writeline( "主线程启动" );

//task.run启动一个线程

//task启动的是后台线程,要在主线程中等待后台线程执行完毕,可以调用wait方法

//task task = task.factory.startnew(() => { thread.sleep(1500); console.writeline("task启动"); });

task task = task.run(() => {

  thread.sleep(1500);

  console.writeline( "task启动" );

});

thread.sleep(300);

task.wait();

console.writeline( "主线程结束" );

执行结果如下:

开启新任务的方法:task.run()或者task.factory.startnew(),开启的是后台线程

要在主线程中等待后台线程执行完毕,可以使用wait方法(会以同步的方式来执行)。不用wait则会以异步的方式来执行。

比较一下task和thread:

?

static void main( string [] args)

{

  for ( int i = 0; i < 5; i++)

  {

   new thread(run1).start();

  }

  for ( int i = 0; i < 5; i++)

  {

   task.run(() => { run2(); });

  }

}

static void run1()

{

  console.writeline( "thread id =" + thread.currentthread.managedthreadid);

}

static void run2()

{

  console.writeline( "task调用的thread id =" + thread.currentthread.managedthreadid);

}

执行结果:

可以看出来,直接用thread会开启5个线程,用task(用了线程池)开启了3个!

2.1 task<tresult>

task<tresult>就是有返回值的task,tresult就是返回值类型。

?

console.writeline( "主线程开始" );

//返回值类型为string

task< string > task = task< string >.run(() => {

  thread.sleep(2000);

  return thread.currentthread.managedthreadid.tostring();

});

//会等到task执行完毕才会输出;

console.writeline(task.result);

console.writeline( "主线程结束" );

运行结果:

通过task.result可以取到返回值,若取值的时候,后台线程还没执行完,则会等待其执行完毕!

简单提一下:

task任务可以通过cancellationtokensource类来取消,感觉用得不多,用法比较简单,感兴趣的话可以搜一下!

3. async/await

async/await是c#5.0中推出的,先上用法:

?

static void main( string [] args)

{

  console.writeline( "-------主线程启动-------" );

  task< int > task = getstrlengthasync();

  console.writeline( "主线程继续执行" );

  console.writeline( "task返回的值" + task.result);

  console.writeline( "-------主线程结束-------" );

}

static async task< int > getstrlengthasync()

{

  console.writeline( "getstrlengthasync方法开始执行" );

  //此处返回的<string>中的字符串类型,而不是task<string>

  string str = await getstring();

  console.writeline( "getstrlengthasync方法执行结束" );

  return str.length;

}

static task< string > getstring()

{

   //console.writeline("getstring方法开始执行")

  return task< string >.run(() =>

  {

   thread.sleep(2000);

   return "getstring的返回值" ;

  });

}

async用来修饰方法,表明这个方法是异步的,声明的方法的返回类型必须为:void,task或task<tresult>。

await必须用来修饰task或task<tresult>,而且只能出现在已经用async关键字修饰的异步方法中。通常情况下,async/await成对出现才有意义,

看看运行结果:

可以看出来,main函数调用getstrlengthasync方法后,在await之前,都是同步执行的,直到遇到await关键字,main函数才返回继续执行。

那么是否是在遇到await关键字的时候程序自动开启了一个后台线程去执行getstring方法呢?

现在把getstring方法中的那行注释加上,运行的结果是:

大家可以看到,在遇到await关键字后,没有继续执行getstrlengthasync方法后面的操作,也没有马上反回到main函数中,而是执行了getstring的第一行,以此可以判断await这里并没有开启新的线程去执行getstring方法,而是以同步的方式让getstring方法执行,等到执行到getstring方法中的task<string>.run()的时候才由task开启了后台线程!

那么await的作用是什么呢?

可以从字面上理解,上面提到task.wait可以让主线程等待后台线程执行完毕,await和wait类似,同样是等待,等待task<string>.run()开始的后台线程执行完毕,不同的是await不会阻塞主线程,只会让getstrlengthasync方法暂停执行。

那么await是怎么做到的呢?有没有开启新线程去等待?

只有两个线程(主线程和task开启的线程)!至于怎么做到的(我也不知道......>_<),大家有兴趣的话研究下吧!

4.iasyncresult

iasyncresult自.net1.1起就有了,包含可异步操作的方法的类需要实现它,task类就实现了该接口

在不借助于task的情况下怎么实现异步呢?

?

class program

{

  static void main( string [] args)

  {

   console.writeline( "主程序开始--------------------" );

   int threadid;

   asyncdemo ad = new asyncdemo();

   asyncmethodcaller caller = new asyncmethodcaller(ad.testmethod);

 

   iasyncresult result = caller.begininvoke(3000, out threadid, null , null );

   thread.sleep(0);

   console.writeline( "主线程线程 {0} 正在运行." ,thread.currentthread.managedthreadid)

   //会阻塞线程,直到后台线程执行完毕之后,才会往下执行

   result.asyncwaithandle.waitone();

   console.writeline( "主程序在做一些事情!!!" );

   //获取异步执行的结果

   string returnvalue = caller.endinvoke( out threadid, result);

   //释放资源

   result.asyncwaithandle.close();

   console.writeline( "主程序结束--------------------" );

   console.read();

  }

}

public class asyncdemo

{

  //供后台线程执行的方法

  public string testmethod( int callduration, out int threadid)

  {

   console.writeline( "测试方法开始执行." );

   thread.sleep(callduration);

   threadid = thread.currentthread.managedthreadid;

   return string .format( "测试方法执行的时间 {0}." , callduration.tostring());

  }

}

public delegate string asyncmethodcaller( int callduration, out int threadid);

关键步骤就是红色字体的部分,运行结果:

和task的用法差异不是很大!result.asyncwaithandle.waitone()就类似task的wait。

5.parallel

最后说一下在循环中开启多线程的简单方法:

?

stopwatch watch1 = new stopwatch();

watch1.start();

for ( int i = 1; i <= 10; i++)

{

  console.write(i + "," );

  thread.sleep(1000);

}

watch1.stop();

console.writeline(watch1.elapsed);

stopwatch watch2 = new stopwatch();

watch2.start();

//会调用线程池中的线程

parallel. for (1, 11, i =>

{

  console.writeline(i + ",线程id:" + thread.currentthread.managedthreadid);

  thread.sleep(1000);

});

watch2.stop();

console.writeline(watch2.elapsed);

运行结果:

循环list<t>:

?

list< int > list = new list< int >() { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 6, 7, 8, 9 };

parallel. foreach < int >(list, n =>

{

  console.writeline(n);

  thread.sleep(1000);

});

执行action[]数组里面的方法:

?

action[] actions = new action[] {

  new action(()=>{

   console.writeline( "方法1" );

  }),

  new action(()=>{

   console.writeline( "方法2" );

  })

};

parallel.invoke(actions);

以上就是本文的全部内容,希望本文的内容对大家的学习或者工作能带来一定的帮助,同时也希望多多支持服务器之家!

原文链接:http://HdhCmsTestcnblogs测试数据/doforfuture/p/6293926.html

dy("nrwz");

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