走进异步编程的世界-?在WinForm中执行异步操作
序
?主要介绍在WinForm中如何执行异步操作。
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目录
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一、在WinForm程序中执行异步操作
下面通过窗体示例演示以下操作-点击按钮后：
将按钮禁用，并将标签内容改成：“Doing”（表示执行中）；
线程挂起3秒（模拟耗时操作）；
启用按钮，将标签内容改为：“Complete”（表示执行完成）。
1publicpartialclassForm1:Form
2{
3publicForm1()
4{
5InitializeComponent();
6}
7
8privatevoidbtnDo_Click(objectsender,EventArgse)
9{
10btnDo.Enabled=false;
11lblText.Text=@"Doing";
12
13Thread.Sleep(3000);
14
15btnDo.Enabled=true;
16lblText.Text=@"Complete";
17}
18}
可是执行结果却是：
图1-1
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【发现的问题】
①好像没有变成“Doing”？
并且拖动窗口的时候卡住不动了？
3秒后突然变到想拖动到的位置？
同时文本变成“Complete”？
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【分析】GUI程序在设计中要求所有的显示变化都必须在主GUI线程中完成，如点击事件和移动窗体。Windows?程序时通过消息来实现，消息放入消息泵管理的消息队列中。点击按钮时，按钮的Click消息放入消息队列。消息泵从队列中移除该消息，并开始处理点击事件的代码，即?btnDo_Click事件的代码。
btnDo_Click事件会将触发行为的消息放入队列，但在?btnDo_Click时间处理程序完全退出前（线程挂起3秒退出前），消息都无法执行。（3秒后）接着所有行为都发生了，但速度太快肉眼无法分辨才没有发现标签改成“Doing”。
图1-2点击事件
图1-3点击事件具体执行过程
现在我们加入async/await特性。
1publicpartialclassForm1:Form
2{
3publicForm1()
4{
5InitializeComponent();
6}
7
8privateasyncvoidbtnDo_Click(objectsender,EventArgse)
9{
10btnDo.Enabled=false;
11lblText.Text=@"Doing";
12
13awaitTask.Delay(3000);
14
15btnDo.Enabled=true;
16lblText.Text=@"Complete";
17}
18}
图1-4
现在，就是原先希望看到的效果。
【分析】btnDo_Click事件处理程序先将前两条消息压入队列，然后将自己从处理器移出，在3秒后（等待空闲任务完成后Task.Delay）再将自己压入队列。这样可以保持响应，并保证所有的消息可以在线程挂起的时间内被处理。
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?1.1Task.Yield
Task.Yield方法创建一个立刻返回的awaitable。等待一个Yield可以让异步方法在执行后续部分的同时返回到调用方法。可以将其理解为离开当前消息队列，回到队列末尾，让CPU有时间处理其它任务。
1classProgram
2{
3staticvoidMain(string[]args)
4{
5constintnum=1000000;
6vart=DoStuff.Yield1000(num);
7
8Loop(num/10);
9Loop(num/10);
10Loop(num/10);
11
12Console.WriteLine($"Sum:{t.Result}");
13
14Console.Read();
15}
16
17///
18///循环
19///
20///
21privatestaticvoidLoop(intnum)
22{
23for(vari=0;i
24}
25}
26
27internalstaticclassDoStuff
28{
29publicstaticasyncTaskYield1000(intn)
30{
31varsum=0;
32for(inti=0;i
33{
34sum+=i;
35if(i%1000==0)
36{
37awaitTask.Yield(www.hunanwang.net);//创建异步产生当前上下文的等待任务
38}
39}
40
41returnsum;
42}
43}
?图1.1-1
上述代码每执行1000次循环就调用Task.Yield方法创建一个等待任务，让处理器有时间处理其它任务。该方法在GUI程序中是比较有用的。
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二、在WinForm中使用异步Lambda表达式
将刚才的窗口程序的点击事件稍微改动一下。
1publicpartialclassForm1:Form
2{
3publicForm1()
4{
5InitializeComponent();
6
7//async(sender,e)异步表达式
8btnDo.Click+=async(sender,e)=>
9{
10Do(false,"Doing");
11
12awaitTask.Delay(3000);
13
14Do(true,"Finished");
15};
16}
17
18privatevoidDo(boolisEnable,stringtext)
19{
20btnDo.Enabled=isEnable;
21lblText.Text=text;
22}
23}
还是原来的配方，还是熟悉的味道，还是原来哪个窗口，变的只是内涵。
图2-1
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三、一个完整的WinForm程序
现在在原来的基础上添加了进度条，以及取消按钮。
1publicpartialclassForm1:Form
2{
3privateCancellationTokenSource_source;
4privateCancellationToken_token;
5
6publicForm1()
7{
8InitializeComponent();
9}
10
11///
12///Do按钮事件
13///
14///
15///
16privateasyncvoidbtnDo_Click(objectsender,EventArgse)
17{
18btnDo.Enabled=false;
19
20_source=newCancellationTokenSource();
21_token=_source.Token;
22
23varcompletedPercent=0;//完成百分比
24constinttime=10;//循环次数
25constinttimePercent=100/time;//进度条每次增加的进度值
26
27for(vari=0;i
28{
29if(_token.IsCancellationRequested)
30{
31break;
32}
33
34try
35{
36awaitTask.Delay(500,_token);
37completedPercent=(i+1)timePercent;
38}
39catch(Exception)
40{
41completedPercent=itimePercent;
42}
43finally
44{
45progressBar.Value=completedPercent;
46}
47}
48
49varmsg=_token.IsCancellationRequested?$"进度为：{completedPercent}%已被取消！":$"已经完成";
50
51MessageBox.Show(msg,@"信息");
52
53progressBar.Value=0;
54InitTool();
55}
56
57///
58///初始化窗体的工具控件
59///
60privatevoidInitTool()
61{
62progressBar.Value=0;
63btnDo.Enabled=true;
64btnCancel.Enabled=true;
65}
66
67///
68///取消事件
69///
70///
71///
72privatevoidbtnCancel_Click(objectsender,EventArgse)
73{
74if(btnDo.Enabled)return;
75
76btnCancel.Enabled=false;
77_source.Cancel(www.visa158.com);
78}
79}
?图3-1
?
四、另一种异步方式-BackgroundWorker类
与async/await不同的是，你有时候可能需要一个额外的线程，在后台持续完成某项任务，并不时与主线程通信，这时就需要用到?BackgroundWorker类。主要用于GUI程序。
书中的千言万语不及一个简单的示例。
1publicpartialclassForm2:Form
2{
3privatereadonlyBackgroundWorker_worker=newBackgroundWorker();
4
5publicForm2()
6{
7InitializeComponent();
8
9//设置BackgroundWorker属性
10_worker.WorkerReportsProgress=true;//能否报告进度更新
11_worker.WorkerSupportsCancellation=true;//是否支持异步取消
12
13//连接BackgroundWorker对象的处理程序
14_worker.DoWork+=_worker_DoWork;//开始执行后台操作时触发，即调用BackgroundWorker.RunWorkerAsync时触发
15_worker.ProgressChanged+=_worker_ProgressChanged;//调用BackgroundWorker.ReportProgress(System.Int32)时触发
16_worker.RunWorkerCompleted+=_worker_RunWorkerCompleted;//当后台操作已完成、被取消或引发异常时触发
17}
18
19///
20///当后台操作已完成、被取消或引发异常时发生
21///
22///
23///
24privatevoid_worker_RunWorkerCompleted(objectsender,RunWorkerCompletedEventArgse)
25{
26MessageBox.Show(e.Cancelled?$@"进程已被取消：{progressBar.Value}%":$@"进程执行完成：{progressBar.Value}%");
27progressBar.Value=0;
28}
29
30///
31///调用BackgroundWorker.ReportProgress(System.Int32)时发生
32///
33///
34///
35privatevoid_worker_ProgressChanged(objectsender,ProgressChangedEventArgse)
36{
37progressBar.Value=e.ProgressPercentage;//异步任务的进度百分比
38}
39
40///
41///开始执行后台操作触发，即调用BackgroundWorker.RunWorkerAsync时发生
42///
43///
44///
45privatestaticvoid_worker_DoWork(objectsender,DoWorkEventArgse)
46{
47varworker=senderasBackgroundWorker;
48if(worker==null)
49{
50return;
51}
52
53for(vari=0;i<10;i++)
54{
55//判断程序是否已请求取消后台操作
56if(worker.CancellationPending)
57{
58e.Cancel=true;
59break;
60}
61
62worker.ReportProgress((i+1)10);//触发BackgroundWorker.ProgressChanged事件
63Thread.Sleep(250);//线程挂起250毫秒
64}
65}
66
67privatevoidbtnDo_Click(objectsender,EventArgse)
68{
69//判断BackgroundWorker是否正在执行异步操作
70if(!_worker.IsBusy)
71{
72_worker.RunWorkerAsync();//开始执行后台操作
73}
74}
75
76privatevoidbtnCancel_Click(objectsender,EventArgse)
77{
78_worker.CancelAsync();//请求取消挂起的后台操作
79}
80}
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