走进异步编程的世界-开始接触async/await
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序
这是学习异步编程的入门篇。
涉及?C#5.0引入的?async/await，但在控制台输出示例时经常会采用C#6.0的$""来拼接字符串，相当于string.Format()方法。
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目录
What''s异步？
async/await结构
What’s异步方法？
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一、What''s异步？
???启动程序时，系统会在内存中创建一个新的进程。进程是构成运行程序资源的集合。
???在进程内部，有称为线程的内核对象，它代表的是真正的执行程序。系统会在Main方法的第一行语句就开始线程的执行。
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???线程：
???默认情况，一个进程只包含一个线程，从程序的开始到执行结束；
???线程可以派生自其它线程，所以一个进程可以包含不同状态的多个线程，来执行程序的不同部分；
???一个进程中的多个线程，将共享该进程的资源；
???系统为处理器执行所规划的单元是线程，而非进程。
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???一般来说我们写的控制台程序都只使用了一个线程，从第一条语句按顺序执行到最后一条。但在很多的情况下，这种简单的模型会在性能或用户体验上不好。
???例如：服务器要同时处理来自多个客户端程序的请求，又要等待数据库和其它设备的响应，这将严重影响性能。程序不应该将时间浪费在响应上，而要在等待的同时执行其它任务！
???现在我们开始进入异步编程。在异步程序中，代码不需要按照编写时的顺序执行。这时我们需要用到C#5.0引入的?async/await?来构建异步方法。
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???我们先看一下不用异步的示例：
1classProgram
2{
3//创建计时器
4privatestaticreadonlyStopwatchWatch=newStopwatch();
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6privatestaticvoidMain(string[]args)
7{
8//启动计时器
9Watch.Start();
10
11conststringurl1="http://www.cnblogs.com/";
12conststringurl2="http://www.cnblogs.com/liqingwen/";
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14//两次调用CountCharacters方法（下载某网站内容，并统计字符的个数）
15varresult1=CountCharacters(1,url1);
16varresult2=CountCharacters(2,url2);
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18//三次调用ExtraOperation方法（主要是通过拼接字符串达到耗时操作）
19for(vari=0;i<3;i++)
20{
21ExtraOperation(i+1);
22}
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24//控制台输出
25Console.WriteLine($"{url1}的字符个数：{result1}");
26Console.WriteLine($"{url2}的字符个数：{result2}");
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28Console.Read();
29}
30
31///
32///统计字符个数
33///
34///
35///
36///
37privatestaticintCountCharacters(intid,stringaddress)
38{
39varwc=newWebClient();
40Console.WriteLine($"开始调用id={id}：{Watch.ElapsedMilliseconds}ms");
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42varresult=wc.DownloadString(address);
43Console.WriteLine($"调用完成id={id}：{Watch.ElapsedMilwww.hunanwang.netliseconds}ms");
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45returnresult.Length;
46}
47
48///
49///额外操作
50///
51///
52privatestaticvoidExtraOperation(intid)
53{
54//这里是通过拼接字符串进行一些相对耗时的操作
55vars="";
56
57for(vari=0;i<6000;i++)
58{
59s+=i;
60}
61
62Console.WriteLine($"id={id}的ExtraOperation方法完成：{Watch.ElapsedMilliseconds}ms");
63}
64}
???图1-1运行的效果图，以毫秒（ms）为单位
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【备注】一般来说，直接拼接字符串是一种比较耗性能的手段，如果对字符串拼接有性能要求的话应该使用StringBuilder。
【注意】每次运行的结果可能不同。不管哪次调试，绝大部分时间都浪费前两次调用（CountCharacters方法），即在等待网站的响应上。
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图1-2根据执行结果所画的时间轴
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???有人曾幻想着这样提高性能的方法：在调用A方法时，不等它执行完，直接执行B方法，然后等A方法执行完成再处理。
???C#的async/await就可以允许我们这么弄。
?这是修改后的代码
?图1-3修改后的执行结果图
图1-4根据加入异步后的执行结果画的时间轴。
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我们观察时间轴发现，新版代码比旧版快了不少（由于网络波动的原因，很可能会出现耗时比之前长的情况）。这是由于ExtraOperation?方法的数次调用是在CountCharactersAsync?方法调用时等待响应的过程中进行的。所有的工作都是在主线程中完成的，没有创建新的线程。
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【改动分析】只改了几个细节的地方，直接展开代码的话可能看不出来，改动如下：
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?图1-5
图1-6
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从Main方法执行到?CountCharactersAsync(1,url1)方法时，该方法会立即返回，然后才会调用它内部的方法开始下载内容。该方法返回的是一个Task类型的占位符对象，表示计划进行的工作。这个占位符最终会返回int类型的值。
这样就可以不必等?CountCharactersAsync(1,url1)方法执行完成就可以继续进行下一步操作。到执行?CountCharactersAsync(2,url2)?方法时，跟一样返回Task对象。
然后，Main方法继续执行三次ExtraOperation方法，同时两次?CountCharactersAsync方法依然在持续工作。
t1.Result和t2.Result是指从?CountCharactersAsync方法调用的Task对象取结果，如果还没有结果的话，将阻塞，直有结果返回为止。
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二、async/await结构
???先解析一下专业名词：
????同步方法：一个程序调用某个方法，等到其执行完成之后才进行下一步操作。这也是默认的形式。
????异步方法：一个程序调用某个方法，在处理完成之前就返回该方法。通过async/await我们就可以实现这种类型的方法。
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???async/await结构可分成三部分：
???（1）调用方法：该方法调用异步方法，然后在异步方法执行其任务的时候继续执行；
???（2）异步方法：该方法异步执行工作，然后立刻返回到调用方法；
???（3）await表达式：用于异步方法内部，指出需要异步执行的任务。一个异步方法可以包含多个await表达式（不存在await表达式的话IDE会发出警告）。
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现在我们来分析一下示例。
图2-1
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?三、What’s异步方法
???异步方法：在执行完成前立即返回调用方法，在调用方法继续执行的过程中完成任务。
???语法分析：
???（1）关键字：方法头使用async修饰。
???（2）要求：包含N（N>0）个await表达式（不存在await表达式的话IDE会发出警告），表示需要异步执行的任务。
???（3）返回类型：只能返回3种类型（void、Task和Task）。Task和Task标识返回的对象会在将来完成工作，表示调用方法和异步方法可以继续执行。
???（4）参数：数量不限，但不能使用?out和ref关键字。
???（5）命名约定：方法后缀名应以Async结尾。
???（6）其它：匿名方法和Lambda表达式也可以作为异步对象；async是一个上下文关键字；关键字async必须在返回类型前。
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图3-1异步方法的简单结构图
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小结
1.解析了进程和线程的概念
2.异步的简单用法
3.async/await结构体
4.异步方法语法结构
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