對於async和await的使用方式、作用效果不怎麼理解 ?沒關係，初步看這篇就夠了

結論

同步還是異步，區別如下：

• 同步：你使用 await 修飾符去調用一個異步（async）方法（是異步方法，不過是阻塞式的，可簡單理解爲同步）；
• 異步：你獲取異步方法返回的 Task，就是異步（後文有代碼示例）；
• 可以實現多任務執行順序執行且不阻塞。

概述

async（C# 參考）

async 是“異步”的簡寫，使用 async 修飾符可將方法、lambda 表達式或匿名方法指定爲異步。

如果對方法或表達式使用此修飾符，則其稱爲異步方法 。

如下示例定義了一個名爲 ExampleMethodAsync 的異步方法：

public async Task<int> ExampleMethodAsync()
{
    //...
}

 

await（C# 參考）

await 運算符暫停對其所屬的 async 方法的求值，直到其操作數表示的異步操作完成。

異步操作完成後，await 運算符將返回操作的結果（如果有）。

當 await 運算符應用到表示已完成操作的操作數時，它將立即返回操作的結果，而不會暫停其所屬的方法。

 await 運算符不會阻止計算異步方法的線程。

當 await 運算符暫停其所屬的異步方法時，控件將返回到方法的調用方。

官網說的話是不是聽不明白？沒關係，你就理解爲添加了await 修飾符後，必須要等調用返回後才能繼續執行下一步。

如下示例：

public async Task<int> ExampleMethodAsync()
{
    //...
    //這添加了await，執行到這裏需要等待MethodAwiat方法執行完成後纔會往下繼續執行。
    int result = await MethodAwiat();
    //...

}
public async Task<int> MethodAwiat()
{
    //...
}

作用及基本用法

await和async可以簡化我們異步編程，也可以讓我們以一種類似同步編程的方式來進行異步編程。

另外當我們需要不阻塞主線程異步執行，但又要有順序的執行相關代碼的時候，await/async就可以排上用場。

基本用法如下示例：

        /// <summary>
        /// 可異步可同步
        /// </summary>
        /// <returns></returns>
        public  async Task<string> TestAsync()
        {
            Thread.Sleep(3000);
            Task<string> task = new Task<string>(() =>
            {
                return "主程序返回後我還在執行數據：我是複雜的異步執行的方法，不阻礙主程序執行。。。。。";
            });
            task.Start();
            return await task;
        }

        // await 使得任務同步
        public  async void T1()
        {
            // 使用 await 關鍵字，代表等待執行完成，同步
            string time = await TestAsync();
            Console.WriteLine(time);
            Console.WriteLine("執行完畢");
        }

        // 直接獲得返回的 Task，實現異步
        public  void T2()
        {
            // 獲取 Task 任務對象，後面的邏輯過程可以弄成異步
            Task<string> task = TestAsync();

            // 這裏可以處理其它事情，處理完畢後，再獲取執行結果
            Console.WriteLine("執行完畢");

            Console.WriteLine(task.Result);
        } 

 

實現多任務順序執行且不阻塞

以微軟文檔的做早餐的案例加以簡化來講解 【使用Async和Await可以實現多任務順序執行且不阻塞】。

主線任務任務：倒橙汁 -> 烤麪包 -> 煎培根 -> 煎雞蛋 -> 倒咖啡。

1.同步執行

我們任務逐步順序執行如下，耗時：17064毫秒（17.064秒）：

using Microsoft.International.Converters.TraditionalChineseToSimplifiedConverter;
using System;
using System.Diagnostics;
using System.Threading;

namespace ConsoleApp1
{
    class Program
    {

        static void Main(string[] args)
        {
            Stopwatch stopwatch = new Stopwatch();
            stopwatch.Start();
            PourOJ();
            PourCoffee();
            ToastBread();
            FryBacon();
            FryEggs();
            Console.WriteLine("早餐已經做完!");
            stopwatch.Stop();
            Console.WriteLine($"做早餐總計耗時：{stopwatch.ElapsedMilliseconds}");
            Console.ReadLine();

        }

        //倒橙汁
        private static void PourOJ()
        {
            Thread.Sleep(1000);
            Console.WriteLine("倒一杯橙汁");
        }

        //烤麪包
        private static void ToastBread()
        {
            Console.WriteLine("開始烤麪包");
            Thread.Sleep(3000);
            Console.WriteLine("烤麪包好了");

        }

        //煎培根
        private static void FryBacon()
        {
            Console.WriteLine("開始煎培根");
            Thread.Sleep(6000);
            Console.WriteLine("培根煎好了");
        }
        //煎雞蛋
        private static void FryEggs()
        {
            Console.WriteLine("開始煎雞蛋");
            Thread.Sleep(6000);
            Console.WriteLine("雞蛋好了");
        }

        //倒咖啡
        private static void PourCoffee()
        {
            Thread.Sleep(1000);
            Console.WriteLine("倒咖啡");
        }
    }
}

 

2.並行執行

如果此時我們每一項任務都有一個單獨的人去完成，將會縮短時間將近3倍（當然不能單純的用時間量化他），

如下，耗時6041毫秒（6.041秒）：

using Microsoft.International.Converters.TraditionalChineseToSimplifiedConverter;
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Diagnostics;
using System.Threading;
using System.Threading.Tasks;

namespace ConsoleApp1
{
    class Program
    {

        static void Main(string[] args)
        {
            Test();
            Console.ReadLine();

        }

        private static void Test()
        {
            Stopwatch stopwatch = new Stopwatch();
            stopwatch.Start();
            List<Task> tasks = new List<Task>() { PourOJ(), ToastBread(), FryBacon(), FryEggs(), PourCoffee() };
            Task.WhenAll(tasks).ContinueWith((t) =>
            {
                Console.WriteLine("早餐已經做完!");
                stopwatch.Stop();
                Console.WriteLine($"做早餐總計耗時：{stopwatch.ElapsedMilliseconds}");
            });
        }

        //倒橙汁
        private static async Task PourOJ()
        {
            await Task.Delay(1000);
            Console.WriteLine("倒一杯橙汁");
        }

        //烤麪包
        private static async Task ToastBread()
        {
            Console.WriteLine("開始烤麪包");
            await Task.Delay(3000);
            Console.WriteLine("烤麪包好了");

        }

        //煎培根
        private static async Task FryBacon()
        {
            Console.WriteLine("開始煎培根");
            await Task.Delay(6000);
            Console.WriteLine("培根煎好了");
        }
        //煎雞蛋
        private static async Task FryEggs()
        {
            Console.WriteLine("開始煎雞蛋");
            await Task.Delay(6000);
            Console.WriteLine("雞蛋好了");
        }

        //倒咖啡
        private static async Task PourCoffee()
        {
            await Task.Delay(1000);
            Console.WriteLine("倒咖啡");
        }
    }
}

 

3.並行且可指定順序執行

但是我們不可能每次做早餐都有那麼多人同時做，

需求變更：如果現在要求，先倒橙汁，然後倒咖啡，其餘的操作並行執行，應該如何操作呢？

只需將以上案例的主線程Test 方法修改如下，其他的不變，耗時8073毫秒（8.073秒）：

private static async void Test()
        {
            Stopwatch stopwatch = new Stopwatch();
            stopwatch.Start();
            await PourOJ();             //倒橙汁
            await PourCoffee();         //然後倒咖啡
            List<Task> tasks = new List<Task>() { ToastBread(), FryBacon(), FryEggs() };//子任務List
            await Task.WhenAll(tasks);  //其餘的並行操作
            Console.WriteLine("早餐已經做完!");
            stopwatch.Stop();
            Console.WriteLine($"做早餐總計耗時：{stopwatch.ElapsedMilliseconds}");
        }

總結

我們發現，用好了async和await確實很節省時間。

大家可以想想怎麼優雅的在異步裏面開多線程（多主線程多子線程）最節省時間。

參考文獻

• 使用 Async 和 Await 的異步編程（C# ）

• async（C# 參考）

• await（C# 參考）

 

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作者：熊澤-學習中的苦與樂
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