C# 5.0功能之Async一瞥

距離微軟發佈Async CTP已經有幾個月了吧，周圍大家都在熱議着Async。如果你對Async已經非常熟悉，那麼，請直接略過……如果你跟我一樣，只會一點點異步編程，但又覺得以前的異步編程比較麻煩，那麼，讓我們一起來探索一下下一代的C#會給我們帶來什麼。（Async CTP同樣對VB有支持的。）

本文的例子基於Async CTP SP1 Refresh完成。由於 Async還處於CTP階段，很多東西還在討論，因此，也許待到C# 5.0發佈的時候，細節還會變動。但是，大體的思路，概念應該是不會有什麼變化了。

進入正題：

首先，要試用Async功能，我們需要安裝Visual Studio 2010 SP1和Microsoft Visual Studio Async CTP (SP1 Refresh)。

我們首先設定一個簡單的任務，分別來看一下，同步編程，利用回調進步異步編程和Async編程的方法，然後來通過他們來分析一下，Async到底是什麼，它給我們帶來了什麼。

任務：

建立一個Windows Form應用程序，當點擊按鈕時，先顯示一行字，例如，開始計算什麼的，用以表示狀態，然後計算從1到int.Max/2的累加，並把結果顯示出來。

同步我們會這麼做：

首先，寫一個函數來實現基本算法：

        #region Do things
                     publiclong DoSomething(int n)
                     {
                         long result = 1;
                         for (int i = 1; i <= n; i++)
                         {
                             result += i;
                         }
                         return result;
                     }
        #endregion

然後，添加一個按鈕的Click事件處理程序：

       privatevoid btnSync_Click(object sender,EventArgs e)
                     {
                         lblResult.Text = "Start to do something . . .";
                         long value = DoSomething(int.MaxValue / 2);
                         lblResult.Text = value.ToString();
                     }

代碼第一行改寫Label的字樣；第二行調用算法獲得結果；第三行把結果輸出。看似挺不算的。運行一下，就會發現有兩個問題：

1. 這個算法需要四五秒鐘左右的實現時間，並且在這幾秒鐘的時間裏，界面是鎖死的，也就是說應用程序就像死了一樣，它不接受任何用戶操作。（也許我的電腦比較差，呵呵，所以，如果你沒有遇到這種情況，請加大輸入參數的值，讓它算一會兒。）

2. 我們沒有看到Start to do something這一行字。

OK，出現這個現象也是可以理解的，因爲我們把大量的運算添加到了UI線程裏面了。所以，解決方法就是把它放到外面。我試了一下不用Async，實現的代碼如下：

       privatevoid btnCallback_Click(object sender,EventArgs e)
                     {
                         lblResult.Text = "Start to do something . . .";
                         Func<int,long> callBackDelegate =this.DoSomething;
            callBackDelegate.BeginInvoke(
                             int.MaxValue / 2,
                             new AsyncCallback(
                             a =>
                             {
                                 lblResult.Invoke(new MethodInvoker(() =>
                                     {
                                         lblResult.Text = callBackDelegate.EndInvoke(a).ToString();
                                     }));
                             }),
                             null);
                     }

如果你覺得這段代碼比較暈，那就跳過這一節吧。可能我代碼寫得不好，大家將就看我簡單解釋一下，我首先給DoSomething寫了一個代理，然後，調用了代理的BeginInvoke方法，把算法放到了其它的Thread中去調用了。這個代理執行完了以後，因爲它不會直接返回一個long型的值，而是會去執行一個AsyncCallBack，所以，就在這個Callback裏，去調用這個代理的EndInvoke()。

好吧，且不論代碼質量，這個就是有Async之前的一種實現異步的方法。

從這個代碼裏，我們完全看不到原來代碼的影子，我也沒有辦法像解釋同步代碼一樣解釋：第一、第二、第三……有了Async之後呢？呵呵，代碼說明一切：

       publicTask<long> DoSomethingAsync(int n)
                     {
                        returnTaskEx.Run<long>(() => DoSomething(n));
                     }

        privateasyncvoid btnAsync_Click(object sender,EventArgs e)
                     {
                         lblResult.Text = "Start do something...";
                         var x =await DoSomethingAsync(int.MaxValue / 2);
                         lblResult.Text = x.ToString();
                     }

三件事：

第一：添加文件引用：AsyncCtpLibrary.dll。相信Async正式發佈之後，這個會出現在.NET應用程序集裏。

第二：把DoSomething封裝成一個Task。

第三：添加一些關鍵字，例如async，例如await。

我們來仔細看一下代碼：

首先，我把要異步執行的代碼的返回值寫成Task<T>。這個返回值其實有三個選項：void，Task和Task<T>，具體怎麼用，大家查MSDN上C#4.0中的Task類吧。

然後，我調用了TaskEx中的Run<long>方法，傳遞給它一個返回值爲long的方法——就是我們的任務的算法啦。

如果你有興趣研究，可以看一下Run<T>其實調用了Task.Factory.StartNew<T>，而這個Start<New>則是先建了一個Task，然後調用了它的Start方法……

好，把算法封成任務部分完成。

第二部分代碼比較容易解釋了：

第一行改寫Label的字樣；第二行調用算法獲得結果；第三行把結果輸出。<--本行復制/粘貼自前文:-)

呵呵，讓我們看看細一點，比較一下Sync和Async的代碼：

Sync	Async
privatevoid btnSync_Click(object sender,EventArgs e)                      {                          lblResult.Text = "Start to do something . . .";                          long value = DoSomething(int.MaxValue / 2);                          lblResult.Text = value.ToString();                      }	privateasync void btnAsync_Click(object sender,EventArgs e)                      {                          lblResult.Text = "Start do something...";                          var x =await DoSomethingAsync(int.MaxValue / 2);                          lblResult.Text = x.ToString();                      }

首先，我們在方法名上加上async修飾，聲明這是一個有異步調用的方法；

然後，我們在返回Task<T>的函數調用（DoSomethingAsync）之前添加一個await關鍵字。來猜猜看x是什麼類型的？答案是long型。有了await之後，即使在設計時，編譯器會自動把Task<T>的類型，轉換成T類型。

代碼到這裏結束了，但是，新的Async功能給我們帶來了什麼？是異步編程的能力嗎？我們用Callback同樣可以實現異步，而IAsyncCallback接口應該在.NET 1.1中已經實現了；多線程的命名空間也早就存在；Task在C# 4.0中被引入……

我想，Async給程序員帶來的是一種代碼邏輯爲中心並且實現多線程編程的方式。通過最後的比較，我們看到，Async的代碼與Sync的代碼相差無幾，程序不再需要花大量精力去考慮回調、同步等等的問題……這與C#一直在努力的方向是一致的，程序員更多的來描述是什麼而不是怎麼做。

最後，附上應用程序下載和源代碼，還有運行界面截圖……（好吧，我不是美工，請原諒 :-)）

點擊下載源代碼

點擊Async，看到運行提示：

顯示執行結果：

最新最官方的Async資料在這兒：^v^

http://msdn.microsoft.com/Async

Little knowledge is dangerous.