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C#中await/async闲说

2019年06月25日  | 移动技术网IT编程  | 我要评论

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自从c#5.0增加异步编程之后，异步编程越来越简单，async和await用的地方越来越多，越来越好用，只要用异步的地方都是一连串的异步，如果想要异步编程的时候，需要从底层开始编写，这样后边使用的时候就是异步，那么底层是如何实现？？我们如何编写高效率的异步方法？？

#了解基于任务的异步模式(tap)

基于任务的异步编程模型 (tap) 提供了异步代码的抽象化，你只需像往常一样将代码编写为一连串语句即可，在开始调用的地方运行。例如：var task = method()①; await task②; 在①的时候开始运行可能还没有运行完，在②程序挂起等待运行完，中间怎么运行的你不需要知道，编译器会做若干操作的。当开启多个任务的时候，像要他们都执行完，在执行其他的时候，可以await task.whenall(task1，task2 .....);

#了解async/await

await 运算符应用于异步方法，在方法的执行中插入挂起点，直到所等待任务完成。使用async 和await定义异步方法不一定会创建新线程,当编译器看到await关键字时，线程会挂起等待运行结束。
await 仅可用于由 async 关键字修改的异步方法中，使用 async 修饰符定义的方法通常包含一个或多个 await 表达式，使用await运算符的任务通常是实现[基于任务的异步模式(tap)]的方法调用返回，返回值包括 task、task<tresult>、valuetask 和 valuetask<tresult> 对象的方法。

# 调用 task.wait() 或者 task.result 立刻产生死锁的充分条件

1. 调用 wait() 或 result 的代码位于 ui 线程。
2. task 的实际执行在其他线程，且需要返回 ui 线程。
死锁的原因：uwp、wpf、windows forms 程序的 ui 线程都是单线程的。为了避免产生死锁，你应该一条道走到黑， async all the way。或者.configureawait(false)

# valuetask与task的区别

7.0为async新增的valuetask的作用（如果没有在nuget上下载system.threading.tasks.extensions，valuetask就在这个库中），valuetask用于值类型的异步;task为引用类型的,每次需要分配空间。
例如：

public async task<int> calculatesum(int a, int b) {
    if (a == 0 && b == 0)
    {
        return 0;
    }

    return await task.run(() => a + b);
}

当a,b=0的时候不会运行到task里，这个时候返回task就造成了资源的浪费，修改为以下会效率更高

public async valuetask<int> calculatesum2(int a, int b)
{
    if (a == 0 && b == 0)
    {
        return 0;
    }

    return await task.run(() => a + b);
}

但是也不是说到处用valuetask会好，当是引用类型的时候，用valuetask，你需要关注更多的数据，这个时候用task会更好。

# await/async原理分析

[asyncstatemachine(typeof(class1.<calculatesum2>d__1))]
public valuetask<int> calculatesum2(int a, int b)
{
    class1.<calculatesum2>d__1 <calculatesum2>d__;
    <calculatesum2>d__.a = a;
    <calculatesum2>d__.b = b;
    <calculatesum2>d__.<>t__builder = asyncvaluetaskmethodbuilder<int>.create();
    <calculatesum2>d__.<>1__state = -1;
    asyncvaluetaskmethodbuilder<int> <>t__builder = <calculatesum2>d__.<>t__builder;
    <>t__builder.start<class1.<calculatesum2>d__1>(ref <calculatesum2>d__);
    return <calculatesum2>d__.<>t__builder.task;
}

对calculatesum2代码解析，发现没有await/async，原来又是编译器提供的语法糖。

[__dynamicallyinvokable, debuggerstepthrough, securitysafecritical]
public void start<tstatemachine>(ref tstatemachine statemachine) where tstatemachine : iasyncstatemachine
{
    if (statemachine == null)
    {
        throw new argumentnullexception("statemachine");
    }
    executioncontextswitcher executioncontextswitcher = default(executioncontextswitcher);
    runtimehelpers.prepareconstrainedregions();
    try
    {
        executioncontext.establishcopyonwritescope(ref executioncontextswitcher);
        statemachine.movenext();
    }
    finally
    {
        executioncontextswitcher.undo();
    }
}

对start方法进行分析，可以看出movenext，程序的运行其实还是一步一步进行的，那么await/async会不会创建一个线程，这倒是不一定，这个由线程池决定，那么异步了不创建一个线程，怎么异步的，这里的异步可能是运行在已经有的线程上。

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