房地产项目【转】C#异步的世界【下】

【转】C#异步的世界【下】

 

接上篇:《C#异步的社会风气【上】》

上篇主要分析了async\await之前的一些异步模式,今天说异步的最主要是指C#5的async\await异步。在此以便于的发挥,我们称async\await之前的异步为“旧异步”,async\await为“新异步”。

初异步的运用

只能说新异步的运最简单(如果仅仅只是说下)

措施加上async修饰符,然后用await关键字执行异步方法,即可。对就是这么概括。像下并方法逻辑一样采取异步。

 public async Task<int> Test()
 {
     var num1 = await GetNumber(1);
     var num2 = await GetNumber(num1);
     var task =  GetNumber(num2);
     //或者
     var num3 = await task;
     return num1 + num2 + num3;
 }

初异步的优势

在此之前已经产生矣强异步模式,为什么还要引入和读书新的async\await异步呢?当然她一定是生那个独特之优势。

咱们分点儿个点来分析:WinForm、WPF等单线程UI程序和Web后大服务程序。

于WinForm、WPF等单线程UI程序

代码1(旧异步)

private void button1_Click(object sender, EventArgs e)
{
    var request = WebRequest.Create("https://github.com/");
    request.BeginGetResponse(new AsyncCallback(t =>
    {
        //(1)处理请求结果的逻辑必须写这里
        label1.Invoke((Action)(() => { label1.Text = "[旧异步]执行完毕!"; }));//(2)这里跨线程访问UI需要做处理      
    }), null);
}

代码2(同步)

private void button3_Click(object sender, EventArgs e)
{
    HttpClient http = new HttpClient();
    var htmlStr = http.GetStringAsync("https://github.com/").Result;
    //(1)处理请求结果的逻辑可以写这里
    label1.Text = "[同步]执行完毕!";//(2)不在需要做跨线程UI处理了
}

代码3(新异步)

 private async void button2_Click(object sender, EventArgs e)
 {
     HttpClient http = new HttpClient();
     var htmlStr = await http.GetStringAsync("https://github.com/");
     //(1)处理请求结果的逻辑可以写这里
     label1.Text = "[新异步]执行完毕!";//(2)不在需要做跨线程UI处理了
 }

乍异步的优势:

  • 不曾了烦人的回调处理
  • 匪会见像一块代码一样阻塞UI界面(造成假死)
  • 未以像原始异步处理后访问UI不在得举行跨线程处理
  • 譬如以并代码一样以异步(超清的逻辑)

 是的,说得重多还未若省实际效果图来得实在:(新老异步UI线程没有死,同步阻塞了UI线程)

房地产项目 1

【思考】:旧的异步模式是敞开了一个初的线程去实施,不见面阻塞UI线程。这点特别好掌握。可是,新的异步看上去和一块区别不甚,为什么呢非会见堵塞界面也?

【原因】:新异步,在实施await表达式前都是采用UI线程,await表达式后会见启用新的线程去实践异步,直到异步执行到位并返回结果,然后还回去UI线程(据说用了SynchronizationContext;k(SolutionItemsProject);k(TargetFrameworkMoniker-.NETFramework,Version%3Dv4.5.2);k(DevLang-csharp)&rd=true))。所以,await是不曾阻塞UI线程的,也尽管不会见导致界面的装死。

【注意】:我们于演示同步代码的时段使用了Result。然,在UI单线程程序中应用Result来若异步代码当一头代码应用是千篇一律宗很凶险的从业(起码对于未极端了解新异步的同学来说是这么)。至于实际原因稍候再分析(哎呀,别跑啊)。

对于Web后大服务程序

恐对于后台程序的熏陶没有单线程程序那么直观,但其价值吧是十分很的。且多口对新异步存在误会。

【误解】:新异步可以荣升Web程序的性质。

【正解】:异步不会见升级单次请求结果的年月,但是可以加强Web程序的吞吐量。

1、为什么未会见升级单次请求结果的时间?

实则我们打点示例代码(虽然是UI程序的代码)也堪见到。

 房地产项目 2

2、为什么可以增强Web程序的吞吐量?

这就是说什么是吞吐量为,也就是本只能十只人口同时做客的网站现足二十私家以做客了。也就是是时说的连发量。

或用面的代码来说明。[代码2]
阻塞了UI线程等待请求结果,所以UI线程被占用,而[代码3]采取了初的线程请求,所以UI线程没有让占用,而得以持续响应UI界面。

那么问题来了,我们的Web程序原始就是多线程的,且web线程都是走的线程池线程(使用线程池线程是为避免不断创造、销毁线程所招的资源成本浪费),而线程池线程可下线程数量是必定的,尽管可以设置,但它们还是碰头在肯定限制外。如此一来,我们web线程是名贵的(物以稀为贵),不克滥用。用完了,那么其他用户请求的时光便无法处理直接503了。

那么什么算是滥用呢?比如:文件读取、URL请求、数据库访问等IO请求。如果因此web线程来举行是耗时的IO操作那么即便会阻塞web线程,而web线程阻塞得几近矣web线程池线程就不够用了。也就算高达了web程序太充分访问数。

此时我们的新异步横空出世,解放了那些原来处理IO请求而死的web线程(想偷懒?没派,干活了。)。通过异步方式利用相对廉价的线程(非web线程池线程)来处理IO操作,这样web线程池线程就足以解放出来处理又多之乞求了。

不信?下面我们来测试下:

【测试步骤】:

1、新建一个web api项目 

2、新建一个数目访问类,分别提供联合、异步方法(在措施逻辑执行前后读取时间、线程id、web线程池线程使用频繁)

public class GetDataHelper
{
    /// <summary>
    /// 同步方法获取数据
    /// </summary>
    /// <returns></returns>
    public string GetData()
    {
        var beginInfo = GetBeginThreadInfo();
        using (HttpClient http = new HttpClient())
        {
            http.GetStringAsync("https://github.com/").Wait();//注意:这里是同步阻塞
        }
        return beginInfo + GetEndThreadInfo();
    }

    /// <summary>
    /// 异步方法获取数据
    /// </summary>
    /// <returns></returns>
    public async Task<string> GetDataAsync()
    {
        var beginInfo = GetBeginThreadInfo();
        using (HttpClient http = new HttpClient())
        {
            await http.GetStringAsync("https://github.com/");//注意:这里是异步等待
        }
        return beginInfo + GetEndThreadInfo();
    }

    public string GetBeginThreadInfo()
    {
        int t1, t2, t3;
        ThreadPool.GetAvailableThreads(out t1, out t3);
        ThreadPool.GetMaxThreads(out t2, out t3);
        return string.Format("开始:{0:mm:ss,ffff} 线程Id:{1} Web线程数:{2}",
                                DateTime.Now,
                                Thread.CurrentThread.ManagedThreadId,                                  
                                t2 - t1);
    }

    public string GetEndThreadInfo()
    {
        int t1, t2, t3;
        ThreadPool.GetAvailableThreads(out t1, out t3);
        ThreadPool.GetMaxThreads(out t2, out t3);
        return string.Format(" 结束:{0:mm:ss,ffff} 线程Id:{1} Web线程数:{2}",
                                DateTime.Now,
                                Thread.CurrentThread.ManagedThreadId,
                                t2 - t1);
    }
}

3、新建一个web api控制器

[HttpGet]
public async Task<string> Get(string str)
{
    GetDataHelper sqlHelper = new GetDataHelper();
    switch (str)
    {
        case "异步处理"://
            return await sqlHelper.GetDataAsync();
        case "同步处理"://
            return sqlHelper.GetData();
    }
    return "参数不正确";           
}       

4、发布web
api程序,部署至地方iis(手拉手链接:http://localhost:803/api/Home?str=同步处理 
异步链接:http://localhost:803/api/Home?str=异步处理) 

5、接着上面的winform程序中测试请求:(同时提倡10个请求)

房地产项目 3房地产项目 4

private void button6_Click(object sender, EventArgs e)
{
    textBox1.Text = "";
    label1.Text = "";
    Task.Run(() =>
    {
        TestResultUrl("http://localhost:803/api/Home?str=同步处理");
    });
}

private void button5_Click(object sender, EventArgs e)
{
    textBox1.Text = "";
    label1.Text = "";
    Task.Run(() =>
    {
        TestResultUrl("http://localhost:803/api/Home?str=异步处理");
    });
}

public void TestResultUrl(string url)
{
    int resultEnd = 0;
    HttpClient http = new HttpClient();

    int number = 10;
    for (int i = 0; i < number; i++)
    {
        new Thread(async () =>
        {
            var resultStr = await http.GetStringAsync(url);
            label1.Invoke((Action)(() =>
            {
                textBox1.AppendText(resultStr.Replace(" ", "\r\t") + "\r\n");
                if (++resultEnd >= number)
                {
                    label1.Text = "全部执行完毕";
                }
            }));

        }).Start();
    }
}

View Code

6、重开iis,并为此浏览器访问同不善如呼吁的链接地址(预热)

7、启动winform程序,点击“访问并实现之Web”:

房地产项目 5

房地产项目 6

8、重复6,然后再开动winform程序点击“访问异步实现之Web”

房地产项目 7

看看这些数据发生啊感想?

多少以及咱们面前的【正解】完全符合。仔细察看,每个单次请求用时大都相差不要命。
但是步骤7″同步实现”最高投入web线程数是10,而步骤8“异步实现”最高投入web线程数是3。

也就是说“异步实现”使用还少的web线程完成了平的求数量,如此一来我们就出重多剩余的web线程去处理还多用户发起的请。

随后我们尚发现并实现请求前后的线程ID是千篇一律的,而异步实现上下线程ID不自然同。再次说明执行await异步前纵了主线程。

【结论】:

  • 使用新异步可以升官Web服务程序的吞吐量
  • 对于客户端的话,web服务之异步并无会见增高客户端的单次访问速度。
  • 履新异步前见面释放web线程,而待异步执行好后还要返回了web线程上。从而提高web线程的利用率。

【图解】:

房地产项目 8

Result的死锁陷阱

咱们于分析UI单线程程序的早晚说过,要慎用异步的Result属性。下面我们来分析:

private void button4_Click(object sender, EventArgs e)
{
    label1.Text = GetUlrString("https://github.com/").Result;
}

public async Task<string> GetUlrString(string url)
{
    using (HttpClient http = new HttpClient())
    {
        return await http.GetStringAsync(url);
    }
}

代码 GetUlrString(“https://github.com/").Result 的Result属性会阻塞(占用)UI线程,而执行到GetUlrString方法的
await异步的时段还要使释放UI线程。此时矛盾就是来了,由于线程资源的侵占导致死锁。

且Result属性和.Wait()方法同样会阻塞线程。此等问题在Web服务程序里面一样在。(区别:UI单赖线程程序与web服务程序都见面放出主线程,不同的凡Web服务线程不一定会晤回到原来的主线程,而UI程序一定会返回原先的UI线程)

咱们前说了,.net为什么会这么智能的全自动释放主线程然后等待异步执行了后同时赶回主线程是为SynchronizationContext;k(SolutionItemsProject);k(TargetFrameworkMoniker-.NETFramework,Version%3Dv4.5.2);k(DevLang-csharp)&rd=true)的功劳。

而是此间出个不同,那就是控制台程序中是绝非SynchronizationContext;k(SolutionItemsProject);k(TargetFrameworkMoniker-.NETFramework,Version%3Dv4.5.2);k(DevLang-csharp)&rd=true)的。所以就段代码放在控制台里面运行是无问题之。

static void Main(string[] args)
{
    Console.WriteLine(Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
    GetUlrString("https://github.com/").Wait();
    Console.WriteLine(Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
    Console.ReadKey();
}

public async static Task<string> GetUlrString(string url)
{
    using (HttpClient http = new HttpClient())
    {
        Console.WriteLine(Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
        return await http.GetStringAsync(url);
    }
}

打印出的还是和一个线程ID

应用AsyncHelper在同代码里面调用异步

唯独但,可但是,我们得于一块方法中实践异步怎办?办法肯定是一对

咱先是定义一个AsyncHelper静态类:

static class AsyncHelper
{
    private static readonly TaskFactory _myTaskFactory = new TaskFactory(CancellationToken.None,
        TaskCreationOptions.None, TaskContinuationOptions.None, TaskScheduler.Default);

    public static TResult RunSync<TResult>(Func<Task<TResult>> func)
    {
        return _myTaskFactory.StartNew(func).Unwrap().GetAwaiter().GetResult();
    }

    public static void RunSync(Func<Task> func)
    {
        _myTaskFactory.StartNew(func).Unwrap().GetAwaiter().GetResult();
    }
}

然后调用异步:

private void button7_Click(object sender, EventArgs e)
{
    label1.Text = AsyncHelper.RunSync(() => GetUlrString("https://github.com/"));
}

这么即便非会见死锁了。

ConfigureAwait

除开AsyncHelper我们还可采取Task的ConfigureAwait方法来避免死锁

private void button7_Click(object sender, EventArgs e)
{
    label1.Text = GetUlrString("https://github.com/").Result;
}

public async Task<string> GetUlrString(string url)
{
    using (HttpClient http = new HttpClient())
    {
        return await http.GetStringAsync(url).ConfigureAwait(false);
    }
}

ConfigureAwait的图:使当前async方法的await后续操作不欲恢复至主线程(不待保存线程上下文)。

房地产项目 9

可怜处理

至于新异步里面扔来特别的不易姿势。我们先行来拘禁下面一段子代码:

private async void button8_Click(object sender, EventArgs e)
{
    Task<string> task = GetUlrStringErr(null);
    Thread.Sleep(1000);//一段逻辑。。。。
    textBox1.Text = await task;
}

public async Task<string> GetUlrStringErr(string url)
{
    if (string.IsNullOrWhiteSpace(url))
    {
        throw new Exception("url不能为空");
    }
    using (HttpClient http = new HttpClient())
    {
        return await http.GetStringAsync(url);
    }
}

调剂执行实施流程:

房地产项目 10

当尽了118执之下还没把死抛出来?这不是逆天了为。非得在伺机await执行的时节才报错,显然119行的逻辑执行是未曾呀含义之。让咱们将好提前抛出:

房地产项目 11

领取一个计来举行验证,这样即便能立的弃来大了。有心上人会说这么的绝坑爹了咔嚓,一个验证还须另外写个法子。接下来我们提供一个没如此坑爹的点子:

房地产项目 12

每当异步函数里面所以匿名异步函数进行打包,同样可实现即验证。

发吧未较前种方法多少…不过能够怎么惩罚吧。

异步的贯彻

地方简单解析了新异步能力跟性质。接下来为咱累揭秘异步的真相,神秘的外衣下面究竟是怎么落实之。

首先我们编辑一个之所以来反而编译的以身作则:

class MyAsyncTest
{
    public async Task<string> GetUrlStringAsync(HttpClient http, string url, int time)
    {
        await Task.Delay(time);
        return await http.GetStringAsync(url);
    }
}

反编译代码:

点击看大图

为便利阅读,我们将编译器自动命名的品类重命名。

 GetUrlStringAsync 方法成为了这般形容:

public Task<string> GetUrlStringAsync(HttpClient http, string url, int time)
{
    GetUrlStringAsyncdStateMachine stateMachine = new GetUrlStringAsyncdStateMachine()
    {
        _this = this,
        http = http,
        url = url,
        time = time,
        _builder = AsyncTaskMethodBuilder<string>.Create(),
        _state = -1
    };
    stateMachine._builder.Start(ref stateMachine);
    return stateMachine._builder.Task;
}

主意签名完全一致,只是其中的始末变成了一个状态机 GetUrlStringAsyncdStateMachine
 的调用。此状态机就是编译器自动创建的。下面来看望神秘之状态机是呀鬼:

private sealed class GetUrlStringAsyncdStateMachine : IAsyncStateMachine
{
    public int _state;
    public MyAsyncTest _this;
    private string _str1;
    public AsyncTaskMethodBuilder<string> _builder;
    private TaskAwaiter taskAwaiter1;
    private TaskAwaiter<string> taskAwaiter2;

    //异步方法的三个形参都到这里来了
    public HttpClient http;
    public int time;
    public string url;

    private void MoveNext()
    {
        string str;
        int num = this._state;
        try
        {
            TaskAwaiter awaiter;
            MyAsyncTest.GetUrlStringAsyncdStateMachine d__;
            string str2;
            switch (num)
            {
                case 0:
                    break;

                case 1:
                    goto Label_00CD;

                default:
                    //这里是异步方法 await Task.Delay(time);的具体实现
                    awaiter = Task.Delay(this.time).GetAwaiter();
                    if (awaiter.IsCompleted)
                    {
                        goto Label_0077;
                    }
                    this._state = num = 0;
                    this.taskAwaiter1 = awaiter;
                    d__ = this;
                    this._builder.AwaitUnsafeOnCompleted<TaskAwaiter, MyAsyncTest.GetUrlStringAsyncdStateMachine>(ref awaiter, ref d__);
                    return;
            }
            awaiter = this.taskAwaiter1;
            this.taskAwaiter1 = new TaskAwaiter();
            this._state = num = -1;
        Label_0077:
            awaiter.GetResult();
            awaiter = new TaskAwaiter();
            //这里是异步方法await http.GetStringAsync(url);的具体实现
            TaskAwaiter<string> awaiter2 = this.http.GetStringAsync(this.url).GetAwaiter();
            if (awaiter2.IsCompleted)
            {
                goto Label_00EA;
            }
            this._state = num = 1;
            this.taskAwaiter2 = awaiter2;
            d__ = this;
            this._builder.AwaitUnsafeOnCompleted<TaskAwaiter<string>, MyAsyncTest.GetUrlStringAsyncdStateMachine>(ref awaiter2, ref d__);
            return;
        Label_00CD:
            awaiter2 = this.taskAwaiter2;
            this.taskAwaiter2 = new TaskAwaiter<string>();
            this._state = num = -1;
        Label_00EA:
            str2 = awaiter2.GetResult();
            awaiter2 = new TaskAwaiter<string>();
            this._str1 = str2;
            str = this._str1;
        }
        catch (Exception exception)
        {
            this._state = -2;
            this._builder.SetException(exception);
            return;
        }
        this._state = -2;
        this._builder.SetResult(str);
    }

    [DebuggerHidden]
    private void SetStateMachine(IAsyncStateMachine stateMachine)
    {
    }

}

确定性多个异步等待执行的时就是于连调用状态机中的MoveNext()方法。经验来至我们事先分析过的IEumerable,不过今天之这肯定复杂度要超过以前的大。猜测是这么,我们还是来说明下实际:

以开始方法 GetUrlStringAsync 第一涂鸦启动状态机 stateMachine._builder.Start(ref stateMachine); 

房地产项目 13

 确实房地产项目是调用了 MoveNext 。因为_state的初始值是-1,所以实行到了脚的职位:

房地产项目 14

绕了一如既往围绕而返了 MoveNext 。由此,我们好现象成为多个异步调用就是在时时刻刻推行MoveNext直到了。

说了如此久有啊意思为,似乎忘记了我们的目的是只要通过之前编写的测试代码来分析异步的实践逻辑的。

再次贴出之前的测试代码,以免忘记了。

房地产项目 15

倒编译后代码执行逻辑图:

房地产项目 16

当这单是可能比较充分的履行流程,但为闹 awaiter.Iscompleted 为 true 的情况。其他可能的预留在大家温馨去雕饰吧。 

 

本文就协同至索引目录:《C#基础知识巩固》

本文demo:https://github.com/zhaopeiym/BlogDemoCode

 

【推荐】

http://www.cnblogs.com/wisdomqq/archive/2012/03/29/2417723.html

 

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