為什麼需要異步，異步對可能起阻止作用的活動（例如，應用程序訪問 Web 時）至關重要。 對 Web 資源的訪問有時很慢或會延遲。 如果此類活動在同步過程中受阻，則整個應用程序必須等待。 在異步過程中，應用程序可繼續執行不依賴 Web 資源的其他工作，直至潛在阻止任務完成。
本節將一步一步帶領大家理解async和await。
期間會有
Hello World，原理介紹，異步會提高程序的運行速度嗎，async和await，MVC中的異步Action，以及線程中常涉及到的線程安全和信號量，以及微軟提供的異步API
推薦先看後頂，學的更快！
Hello World
static void Main(string[] args)
{
new Thread(Test) { IsBackground = false }.Start(); //.Net 在1.0的時候，就已經提供最基本的API.
ThreadPool.QueueUserWorkItem(o => Test()); //線程池中取空閒線程執行委托（方法）
Task.Run((Action)Test); //.Net 4.0以上可用
Console.WriteLine("Main Thread");
Console.ReadLine();
}
static void Test()
{
Thread.Sleep(1000);
Console.WriteLine("Hello World");
}
原理
其實不管是Task，ThreadPool，本質最終都是Thread。只不過微軟幫我們在簡化線程控制的復雜度。
線程池是CLR中事先定義好的一些線程。Task取的線程池，只不過在語法上，可以非常方便取返回值。
異步會提高程序的運行速度嗎
多線程會提高程序的效率，不會提高運行速度。
這就好比這一個任務讓前台花1個小時。前台完成10分鐘的時候
打電話給經理，讓他安排一個人來干30分鐘（new Thread()），他干剩下的20分鐘。（創建線程，需要時間，內存資源）
或者從旁邊空閒的同事中（ThreadPool 或 Task），拉一個人過來干30分鐘。他干剩下的20分鐘。（需要的時間少，資源本來就存在）
從上看出，異步會讓一份任務時間變長。資源消耗更多。但是可以讓前台（UI線程）空閒下來，聽從領導(用戶)指揮。
async和await只是一個標記
首先看個Demo，
static void Main(string[] args)
{
Task.Run(() => //異步開始執行
{
Thread.Sleep(1000); //異步執行一些任務
Console.WriteLine("Hello World"); //異步執行完成標記
});
Thread.Sleep(1100); //主線程在執行一些任務
Console.WriteLine("Main Thread"); //主線程完成標記
Console.ReadLine();
}
發現執行結果是：
這個很正常。但是我們希望先執行主線程完成標記，不改動主線程和Task的任務情況下，如何處理？
使用await和async
static void Main(string[] args)
{
Say(); //由於Main不能使用async標記
Console.ReadLine();
}
private async static void Say()
{
var t = TestAsync();
Thread.Sleep(1100); //主線程在執行一些任務
Console.WriteLine("Main Thread"); //主線程完成標記
Console.WriteLine(await t); //await 主線程等待取異步返回結果
}
static async Task<string> TestAsync()
{
return await Task.Run(() =>
{
Thread.Sleep(1000); //異步執行一些任務
return "Hello World"; //異步執行完成標記
});
}
1.凡是使用await關鍵字的方法，都必須打上async標記。
2.async表示方法內有異步方法，調用async方法，會立刻另起線程執行。
3.await只是顯示等待線程結束。await表示等待異步方法執行完，並取返回值。
MVC中的異步Action
既然多線程不能提高運行速度，而且每次請求Asp.net程序都是發起一個新的線程，為什麼還要用多線程讓其“降速”？
為了提高網站的吞吐量。
在MVC中，如果采用異步Action，則會像下面情況執行。
1.請求到達IIS，IIS應用程序池分配一個worker線程用來響應請求。
2.worker線程，執行異步操作，調用CLR線程池線程處理。
3.釋放worker線程，響應其他請求。
4.異步操作執行完，w3wp(應用程序池進程)再次分配一個worker線程繼續響應。
上述使用場景中，會獲取兩次worker 線程，這兩次獲取的線程可能相同，也可能會不同。如果有比較耗時的任務，非常建議把同步請求轉換為異步。
線程安全和信號量
先舉個線程不安全的例子。
static void Main(string[] args)
{
Task.Run((Action)Test);
Task.Run((Action)Test);
Console.ReadLine();
}
private static void Test()
{
if (!IsComplete)
{
//todo other
Thread.Sleep(500);
Console.WriteLine("執行完成");
IsComplete = true;
}
}
public static bool IsComplete { get; set; }
上面的執行結果，這就是線程不安全。（多線程訪問同一段代碼 產生不確定結果。）
如何解決，涉及到線程鎖的概念。線程鎖會讓多線程訪問的時候，一次只允許一個線程進入。
線程鎖例子
private static readonly object lockObj = new object();
public static bool IsComplete { get; set; }
static void Main(string[] args)
{
Task.Run((Action)Test);
Task.Run((Action)Test);
Console.ReadLine();
}
private static void Test()
{
lock (lockObj) //鎖住的必須是引用類型。由於在靜態方法中，則鎖住靜態引用類型。
{
if (!IsComplete)
{
//todo other
Thread.Sleep(500);
Console.WriteLine("執行完成");
IsComplete = true;
}
}
}
信號量
線程鎖的技術使一塊代碼只能一個線程進入。信號量的存在，則是讓同一塊代碼指定多個線程進入。
信號量（SemaphoreSlim）例子
static readonly SemaphoreSlim slim = new SemaphoreSlim(2);
static void Main(string[] args)
{
for (int i = 0; i < 5; i++)
{
ThreadPool.QueueUserWorkItem(Test, i);
}
Console.ReadLine();
}
private async static void Test(object i)
{
Console.WriteLine("准備執行" + i);
await slim.WaitAsync();
Console.WriteLine("開始執行" + i);
//todo other
await Task.Delay(1000);
Console.WriteLine("執行結束" + i);
slim.Release();
}
上面執行結果
從 .NET Framework 4.5 和 Windows 運行時中列出的 API 包含支持異步編程的方法。
應用程序區域
包含異步方法的受支持的 API
Web 訪問
HttpClient，SyndicationClient
使用文件
StorageFile、StreamWriter、StreamReader、XmlReader
使用圖像
MediaCapture、BitmapEncoder、BitmapDecoder
WCF 編程
同步和異步操作
作者：Never、C
本文鏈接：http://www.cnblogs.com/neverc/p/4368821.html
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