天天寫，不一定就明白。
又及，前兩天看了一個關於同步方法中調用異步方法的文章，裏面有些概念不太正確，所以整理了這個文章。
一、同步和異步。
先說同步。
同步概念大家都很熟悉。在異步概念出來之前，我們的代碼都是按同步的方式寫的。簡單來說，就是程序嚴格按照代碼的邏輯次序，一行一行執行。
看一段代碼：
public static void Main(string[] args)
{
Console.WriteLine("Syc proccess - start");
Console.WriteLine("Syc proccess - enter Func1");
func1();
Console.WriteLine("Syc proccess - out Func1");
Console.WriteLine("Syc proccess - enter Func2");
func2();
Console.WriteLine("Syc proccess - out Func2");
Console.WriteLine("Syc proccess - enter Func3");
func3();
Console.WriteLine("Syc proccess - out Func3");
Console.WriteLine("Syc proccess - done");
}
private static void func1()
{
Console.WriteLine("Func1 proccess - start");
Thread.Sleep(1000);
Console.WriteLine("Func1 proccess - end");
}
private static void func2()
{
Console.WriteLine("Func2 proccess - start");
Thread.Sleep(3000);
Console.WriteLine("Func2 proccess - end");
}
private static void func3()
{
Console.WriteLine("Func3 proccess - start");
Thread.Sleep(5000);
Console.WriteLine("Func3 proccess - end");
}
這是一段簡單的通常意義上的代碼，程序按代碼的次序同步執行，看結果：
Syc proccess - start
Syc proccess - enter Func1
Func1 proccess - start
Func1 proccess - end
Syc proccess - out Func1
Syc proccess - enter Func2
Func2 proccess - start
Func2 proccess - end
Syc proccess - out Func2
Syc proccess - enter Func3
Func3 proccess - start
Func3 proccess - end
Syc proccess - out Func3
Syc proccess - done
沒有任何意外。
爲了防止不提供原網址的轉載，特在這裏加上原文鏈接：https://www.cnblogs.com/tiger-wang/p/13357981.html
那異步呢？
異步，來自於對同步處理的改良和優化。
應用中，經常會有對於文件或網絡、數據庫的IO操作。這些操作因爲IO軟硬件的原因，需要消耗很多時間，但通常情況下CPU計算量並不大。在同步的代碼中，這個過程會被阻塞。直白的說法就是這一行代碼沒執行完成，程序就得等着，等完成後再執行下一行代碼，而這個等待的時間中，CPU資源就被浪費了，閒着了，什麼也沒做。（當然，操作系統會調度CPU幹別的，這兒不擡槓。）
異步編程模型和規範因此出現了，通過某種機制，讓程序在等着IO的過程中，繼續做點別的事，等IO的過程完成了，再回來處理IO的內容。這樣CPU也沒閒着，在等IO的過程中多做了點事。反映到用戶端，就感覺程序更快了，用時更短了。
下面重點說一下異步編程相關的內容。
二、異步編程
C#中，異步編程，一個核心，兩個關鍵字。
一個核心是指Task和Task<T>對象，而兩個關鍵字，就是async和await。
從各種渠道給出的異步編程，都是下面的方式：
async Task function()
{
/* your code here */
}
然後調用的方式：
await function();
是這樣的嗎？嗯，圖樣圖森破～～～
我們來看代碼：
static async Task Main(string[] args)
{
Console.WriteLine("Async proccess - start");
Console.WriteLine("Async proccess - enter Func1");
await func1();
Console.WriteLine("Async proccess - out Func1");
Console.WriteLine("Async proccess - enter Func2");
await func2();
Console.WriteLine("Async proccess - out Func2");
Console.WriteLine("Async proccess - enter Func3");
await func3();
Console.WriteLine("Async proccess - out Func3");
Console.WriteLine("Async proccess - done");
Console.WriteLine("Main proccess - done");
}
private static async Task func1()
{
Console.WriteLine("Func1 proccess - start");
Thread.Sleep(1000);
Console.WriteLine("Func1 proccess - end");
}
private static async Task func2()
{
Console.WriteLine("Func2 proccess - start");
Thread.Sleep(3000);
Console.WriteLine("Func2 proccess - end");
}
private static async Task func3()
{
Console.WriteLine("Func3 proccess - start");
Thread.Sleep(5000);
Console.WriteLine("Func3 proccess - end");
}
跑一下結果：
Async proccess - start
Async proccess - enter Func1
Func1 proccess - start
Func1 proccess - end
Async proccess - out Func1
Async proccess - enter Func2
Func2 proccess - start
Func2 proccess - end
Async proccess - out Func2
Async proccess - enter Func3
Func3 proccess - start
Func3 proccess - end
Async proccess - out Func3
Async proccess - done
Main proccess - done
咦？這個好像跟同步代碼的執行結果沒什麼區別啊？
嗯，完全正確。上面這個代碼，真的是同步執行的。
這是異步編程的第一個容易錯誤的理解：async和await的配對。
三、async和await的配對
在異步編程的規範中，async修飾的方法，僅僅表示這個方法在內部有可能採用異步的方式執行，CPU在執行這個方法時，會放到一個新的線程中執行。
那這個方法，最終是否採用異步執行，不決定於是否用await方式調用這個方法，而決定於這個方法內部，是否有await方式的調用。
看代碼，很容易理解：
private static async Task func1()
{
Console.WriteLine("Func1 proccess - start");
Thread.Sleep(1000);
Console.WriteLine("Func1 proccess - end");
}
這個方法，因爲方法內部沒有await調用，所以這個方法永遠會以同步方式執行，不管你調用這個方法時，有沒有await。
而下面這個代碼：
private static async Task func1()
{
Console.WriteLine("Func1 proccess - start");
await Task.Run(() => Thread.Sleep(1000));
Console.WriteLine("Func1 proccess - end");
}
因爲這個方法裏有await調用，所以這個方法不管你以什麼方式調用，有沒有await，都是異步執行的。
看代碼：
static async Task Main(string[] args)
{
Console.WriteLine("Async proccess - start");
Console.WriteLine("Async proccess - enter Func1");
func1();
Console.WriteLine("Async proccess - out Func1");
Console.WriteLine("Async proccess - enter Func2");
func2();
Console.WriteLine("Async proccess - out Func2");
Console.WriteLine("Async proccess - enter Func3");
func3();
Console.WriteLine("Async proccess - out Func3");
Console.WriteLine("Async proccess - done");
Console.WriteLine("Main proccess - done");
Console.ReadKey();
}
private static async Task func1()
{
Console.WriteLine("Func1 proccess - start");
await Task.Run(() => Thread.Sleep(1000));
Console.WriteLine("Func1 proccess - end");
}
private static async Task func2()
{
Console.WriteLine("Func2 proccess - start");
await Task.Run(() => Thread.Sleep(3000));
Console.WriteLine("Func2 proccess - end");
}
private static async Task func3()
{
Console.WriteLine("Func3 proccess - start");
await Task.Run(() => Thread.Sleep(5000));
Console.WriteLine("Func3 proccess - end");
}
輸出結果：
Async proccess - start
Async proccess - enter Func1
Func1 proccess - start
Async proccess - out Func1
Async proccess - enter Func2
Func2 proccess - start
Async proccess - out Func2
Async proccess - enter Func3
Func3 proccess - start
Async proccess - out Func3
Async proccess - done
Main proccess - done
Func1 proccess - end
Func2 proccess - end
Func3 proccess - end
結果中，在長時間運行Thread.Sleep的時候，跳出去往下執行了，是異步。
又有問題來了：不是說異步調用要用await嗎？
我們把await加到調用方法的前邊，試一下：
static async Task Main(string[] args)
{
Console.WriteLine("Async proccess - start");
Console.WriteLine("Async proccess - enter Func1");
await func1();
Console.WriteLine("Async proccess - out Func1");
Console.WriteLine("Async proccess - enter Func2");
await func2();
Console.WriteLine("Async proccess - out Func2");
Console.WriteLine("Async proccess - enter Func3");
await func3();
Console.WriteLine("Async proccess - out Func3");
Console.WriteLine("Async proccess - done");
Console.WriteLine("Main proccess - done");
Console.ReadKey();
}
跑一下結果：
Async proccess - start
Async proccess - enter Func1
Func1 proccess - start
Func1 proccess - end
Async proccess - out Func1
Async proccess - enter Func2
Func2 proccess - start
Func2 proccess - end
Async proccess - out Func2
Async proccess - enter Func3
Func3 proccess - start
Func3 proccess - end
Async proccess - out Func3
Async proccess - done
Main proccess - done
嗯？怎麼又像是同步了？
對，這是第二個容易錯誤的理解：await是什麼意思？
四、await是什麼意思
提到await，就得先說說Wait。
字面意思，Wait就是等待。
前邊說了，異步有一個核心，是Task。而Task有一個方法，就是Wait，寫法是Task.Wait()。所以，很多人把這個Wait和await混爲一談，這是錯的。
這個問題來自於Task。C#裏，Task不是專爲異步準備的，它表達的是一個線程，是工作在線程池裏的一個線程。異步是線程的一種應用，多線程也是線程的一種應用。Wait，以及Status、IsCanceled、IsCompleted、IsFaulted等等，是給多線程準備的方法，跟異步沒有半毛錢關係。當然你非要在異步中使用多線程的Wait或其它，從代碼編譯層面不會出錯，但程序會。
尤其，Task.Wait()是一個同步方法，用於多線程中阻塞等待。
在那個「同步方法中調用異步方法」的文章中，用Task.Wait()來實現同步方法中調用異步方法，這個用法本身就是錯誤的。 異步不是多線程，而且在多線程中，多個Task.Wait()使用也會死鎖，也有解決和避免死鎖的一整套方式。
再說一遍：Task.Wait()是一個同步方法，用於多線程中阻塞等待，不是實現同步方法中調用異步方法的實現方式。
說回await。字面意思，也好像是等待。是真的嗎？
並不是，await不完全是等待的意思。
在異步中，await表達的意思是：當前線程/方法中，await引導的方法出結果前，跳出當前線程/方法，從調用當前線程/方法的位置，去執行其它可能執行的線程/方法，並在引導的方法出結果後，把運行點拉回到當前位置繼續執行；直到遇到下一個await，或線程/方法完成返回，跳回去剛纔外部最後執行的位置繼續執行。
有點繞，還是看代碼：
static async Task Main(string[] args)
{
1 Console.WriteLine("Async proccess - start");
2 Console.WriteLine("Async proccess - enter Func1");
3 func1();
4 Console.WriteLine("Async proccess - out Func1");
5 Console.WriteLine("Async proccess - done");
6 Thread.Sleep(2000);
7 Console.WriteLine("Main proccess - done");
8 Console.ReadKey();
}
private static async Task func1()
{
9 Console.WriteLine("Func1 proccess - start");
10 await Task.Run(() => Thread.Sleep(1000));
11 Console.WriteLine("Func1 proccess - end");
}
這個代碼，執行時是這樣的：順序執行1、2、3，進到func1，執行9、10，到10時，有await，所以跳出，執行4、5、6。而6是一個長時等待，在等待的過程中，func1的10運行完成，運行點跳回10，執行11並結束方法，再回到6等待，結束等待後繼續執行7、8結束。
我們看一下結果：
Async proccess - start
Async proccess - enter Func1
Func1 proccess - start
Async proccess - out Func1
Async proccess - done
Func1 proccess - end
Main proccess - done
映證了這樣的次序。
在這個例子中，await在控制異步的執行次序。那爲什麼要用等待這麼個詞呢？是因爲await確實有等待結果的含義。
這是await的第二層意思。
五、await的第二層意思：等待拿到結果
await確實有等待的含義。等什麼？等異步的運行結果。
看代碼：
static async Task Main(string[] args)
{
Console.WriteLine("Async proccess - start");
Console.WriteLine("Async proccess - enter Func1");
Task<int> f = func1();
Console.WriteLine("Async proccess - out Func1");
Console.WriteLine("Async proccess - done");
int result = await f;
Console.WriteLine("Main proccess - done");
Console.ReadKey();
}
private static async Task<int> func1()
{
Console.WriteLine("Func1 proccess - start");
await Task.Run(() => Thread.Sleep(1000));
Console.WriteLine("Func1 proccess - end");
return 5;
}
比較一下這段代碼和上一節的代碼，很容易搞清楚執行過程。
這個代碼，完成了這樣一個需求：我們需要使用func1方法的返回值。我們可以提前去執行這個方法，而不急於拿到方法的返回值，直到我們需要使用時，再用await去獲取到這個返回值去使用。
這纔是異步對於我們真正的用處。對於一些耗時的IO或類似的操作，我們可以提前調用，讓程序可以利用執行過程中的空閒時間來完成這個操作。等到我們需要這個操作的結果用於後續的執行時，我們await這個結果。這時候，如果await的方法已經執行完成，那我們可以馬上得到結果；如果沒有完成，則程序將繼續執行這個方法直到得到結果。
六、同步方法中調用異步
正確的方法只有一個：
func1().GetAwaiter().GetResult();
這其實就是await的一個變形。
（全文完）
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