【转】异步编程 In .NET

概述

  在前头写的一致首关于async和await的前生今生的稿子以后,大家像以async和await提高网站拍卖能力方面还有一些疑点,博客园本身也召开了众的尝试。今天咱们重新来解惑瞬间夫问题,同时我们见面举行一个async和await在WinForm中之品尝,并且相比在4.5前的异步编程模式APM/EAP和async/await的界别,最后我们还见面追究在不同线程之间彼此的题目。

  IIS存在在拍卖能力的问题,但是WinForm却是UI响应的题材,并且WinForm的UI线程至始至终都是同一个,所以两者之间有肯定的分别。有人会咨询,现在尚有人形容WinForm吗?好吧,它实在是一个比较老的东西呢,不如WPF炫,技术呢不如WPF先进,但是自架构层面来讲,不管是Web,还是WinForm,又可能WPF,Mobile,这些都只是表现层,不是啊?现在之重型系统一般桌面客户端,Web端,手机,平板端都见面波及,这吗是干吗会生应用层,服务层的在。我们于当时谈论的ASP.NET
MVC,WinForm,WFP,Android/IOS/WP
都是呈现层,在表现层我们应该只处理同“表现”相关的逻辑,任何与作业相关的逻辑应该还是位于下层处理的。关于架构的问题,我们后再逐渐深入,另外别说自家未曾提示而,我们今天还会见看到.NET中任何一个早就老去的技艺Web
Service。

  还得提醒而,文章内容有硌长,涉及的知识点比较多,所以,我引进:”先到后看“
,先到后看是21世纪看长篇的首选的志,是良好关系的启幕,想了解凡是什么会吃你特别吧?想明白干什么上海今会下蛋如此深的雨么?请牢记先到后关禁闭,你及的匪是自家的章,而是我们冒着大雨还要去上班的可贵精神!先到后关禁闭,你值得拥有!

目录

  • async/await如何升级IIS响应能力
    • 并行处理的步调
    • 哪些因素影响了俺们的应能力
    • async 和
      await做了什么?
    • 差一点触及建议
  • 头Web
    Service的异步模式APM

    • 当WinForm遇到Web
      Service
    • WinForm异步调用Web
      Service
  • APM异步编程详解
    • 线程问题
    • 从Delegate开始
    • 还认识APM
  • EAP(Event-Based Asynchroronous
    Pattern)

    • 线程问题
  • async/await
    给WinForm编程带来了哟?
  • 今非昔比线程之间通讯的问题
    • 万能的InvokeI
    • SynchronizationContex上下文同步对象
  • 小结
  • 援 &
    扩展阅读

async/await如何提升IIS处理能力

  首先应能力并无全是说咱先后性能的题材,有时候可能您的次第尚未其它问题,而且仔细经过优化,可是响应能力或尚未上,网站性能分析是一个扑朔迷离的存,有时候只能拄经验以及相连的尝试才能够达标比较好之效力。当然我们今天谈论的主要是IIS的处理能力,或者也或就是IIS的性能,但不曾代码本身的性。即使async/await能够提高IIS的拍卖能力,但是对用户来说一切页面从发起呼吁到页面渲染完成的这些时刻,是无见面坐我们加以了async/await之后有多很变迁的。

  另外异步的ASP.NET并非只有async/await才足以举行的,ASP.NET在Web
Form时代就是曾发出异步Page了,包括ASP.NET
MVC不是为出异步的Controller么?async/await
很新,很怪,但是其也只是以原本一技能基础及举行了有的改进,让程序员们写于异步代码来又易了。大家常说微软欣赏新瓶装旧酒,至少我们而探望这个新瓶被咱带来了啊,不管是外产品,都无容许同开始便那个周到,所以持续的迭代创新,也足以说凡是一模一样种植对做事的方法。

ASP.NET并行处理的步子

   ASP.NET是什么样以IIS中劳作之同一温情就生详细的牵线了一个央是哪由客户端到服务器的HTTP.SYS最后进入CLR进行拍卖的(强烈建议不打听就无异于块的同桌先押就首文章,有助于你知本小节),但是拥有的步调都是基于一个线程的比方下展开的。IIS本身便是一个基本上线程的劳作环境,如果我们由多线程的眼光来看会发生什么变化呢?我们先是来拘禁一下底下就张图。注意:我们下的步调是建立在IIS7.0以后的合模式基础之上的。(注:下面这张图在dudu的提醒后,重新开了片摸工作,做了一部分改,w3dt这同一步来自于博客园团组织对题目的无休止探索,详情可触发这里)

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  我们重来梳理一下地方的手续:

  1. 负有的要最初步是出于HTTP.SYS接收的,HTTP.SYS内部发生一个阵维护在这些请求,这个班的request的数目超越一定数量(默认是1000)的上,HTTP.SYS就见面一直返回503状态(服务器忙),这是咱们的第一只阀门。性能计数指标:“Http
    Service Request Queues\CurrentQueueSize
  2. 由w3dt负责把要于HTTP.SYS
    的行中置放一个对应端口的排中,据非官方资料展示该队长度为能够吧20(该队是非公开的,没有文档,所以啊从未性能计数器)。
  3. IIS
    的IO线程从达成同样步之行中取得请求,如果是亟需ASP.NET处理的,就会见传送给CLR
    线程池的Worker 线程,IIS的IO线程继续回到重新做该手续。CLR
    线程池的Worker线程数量是次独阀门。
  4. 当CLR中在让处理的呼吁数据超出一定价值(最充分并行处理请求数量,.NET4随后默认是5000)的早晚,从IO线程过来的要虽无会见一直交给Worker线程,而是坐一个进程池级别的一个列了,等到这数目仅次于临界值的上,才见面管其再提交Worker线程去处理。这是咱们的老三单阀门。
  5. 达到亦然步着说及的雅进程池级别的行列有一个长的限制,可以经过web.config里面的processModel/requestQueueLimit来安。这得说吧是一个阀门。当在处理的数额超过所允许的太老并行处理请求数量之时候,我们便会见沾503了。可以经过性计数指标:“ASP.NET
    v4.0.30319\Requests Queued
    ” 来查阅该队的长。

 哪些因素会操纵我们的响应能力

  从上面我们关系了几良阀门中,我们得得出下面的几乎独数字控制或者说影响着咱的应能力。

  1. HTTP.SYS队列的长度
  2. CLR线程池最要命Worker线程数量
  3. 最为可怜并行处理请求数量
  4. 进程池级别队列所许的长短

HTTP.SYS队列的长度

  其一自以为无待格外解释,默认值是1000。这个价值在我们我们后面IIS
IO线程和Worker线程的处理速度,如果其简单独还处理不了,这个数字还挺吗未曾就此。因为最后他们会于储存到进程池级别的队列中,所以就见面导致内存的荒废。

最可怜Worker线程数量

  这个价是得于web.config中展开布置的。

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  maxWorkerThreads: CLR中真正处理要的绝特别Worker线程数量
  minWorkerThreads:CLR中诚处理要的极其小Worker线程数量

  minWorkerThreads的默认值是1,合理的加大他们可以避免不必要之线程创建与销毁工作。

极致特别并行处理请求数量

  进程池级别之序列给我们的CLR一定的缓冲,这其中如顾的是,这个班还无上到CLR,所以其不会见占用我们托管环境之另外资源,也尽管是把请求卡在了CLR的外围。我们要以aspnet.config级别进行配备,我们好当.net
fraemwork的装目录下找到它们。一般是 C:\Windows\Microsoft.NET\Framework\v4.0.30319
如果您安装之是4.0之言辞。

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  maxConcurrentRequestPerCPU:
每个CPU所兴的最好老并行处理请求数量,当CLR中worker线程正在处理的要的同超出此数时,从IO线程过来的请求虽会被内置我们进程池级别之行中。
  maxConcurrentThreadsPerCPU: 设置为0即禁用。
  requestQueue: 进程池级别队列所兴的长短  

async和await 做了什么?

  我们毕竟使切入主题了,拿ASP.NET
MVC举例,如果无采取async的Action,那么一定,它是在一个Woker线程中实施之。当我们访问片web
service,或者读文件的时刻,这个Worker线程就会受封堵。假设我们这个Action执行时间总共是100ms,其它访问web
service花了80ms,理想状态下一个Worker线程一秒可以响应10个请求,假而我们的maxWorkerThreads是10,那我们同秒内连接可响应请求虽是100。如果说我们怀念管这可是响应请求数升到200怎么开吧?

  有人会说,这尚免略,把maxWorkerThreads调20不纵尽了呢?
其实我们召开也从来不什么
问题,确实是得的,而且也着实能自及意向。那我们怎么还要大费周章的行什么
async/await呢?搞得脑子都晕了?async/await给咱缓解了呀问题?它可以我们访问web
service的下把目前之worker线程放走,将她推广回线程池,这样它们便可以去处理其他的呼吁了。等交web
service给咱返回结果了,会另行届线程池中自由以一个初的woker线程继续向下实行。也就是说我们减了那片待的日,充份利用了线程。

    我们来对待一下采取async/awit和莫下的动静,

  不使用async/await: 20单woker线程1s可处理200只请求。

  那转换成为总的工夫之尽管是 20 * 1000ms =  20000ms,
  其中等待的日子为 200 * 80ms = 16000ms。
  也就是说使用async/await我们起码节省了16000ms的日,这20个worker线程又会重新去处理要,即使按照每个请求100ms的处理时我们还可再次增160独请求。而且转移忘了100ms是根据共同情况下,包括等待时在内的底蕴及落的,所以其实情况也许还要多,当然我们这边没算上线程切换的时光,所以其实情况遇凡起好几区别的,但是当无会见十分酷,因为我们的线程都是根据线程池的操作。
  所有结果是20单Worker线程不采用异步的动静下,1s能自理200独请求,而下异步的景象下足处理360个请求,立马提升80%呀!采用异步之后,对于同样的乞求数量,需要之Worker线程数据会大大减少50%横,一个线程至少会以积上分红1M的内存,如果是1000单线程那即便是1G底容量,虽然内存现在有利于,但是看正在终究是好的嘛,而且还少之线程是可减掉线程池以维护线程时发生的CPU消耗的。另:dudu分享 CLR1秒里只能创造2独线程。

  注意:以上数据毫无真正测试数据,真实情况一个request的年华为休想100ms,花费在web
service上之流年也不用80ms,仅仅是被大家一个思路:),所以就里面所以了async和await之后对响应能力产生差不多百般之升迁及我们原先堵塞在这些IO和网络直达之时空是来那个非常的涉及的。

差一点沾建议

  看此间,不明白大家产生无出获得点什么。首先第一沾我们若解之是async/await不是万能药,不们不可知要光写点儿只光键字就是可望性能的晋级。要记住,一个CPU在同一时间段内是只能实行一个线程的。故这也是为何async和await建议在IO或者是网络操作的时段下。我们的MVC站点访问WCF或者Web
Service这种场面就是死之称用异步来操作。在面的例子中80ms读取web
service的流年,大部份时间都是未需要cpu操作的,这样cpu才得以吃别的线程利用,如果无是一个念取web
service的操作,而是一个犬牙交错计算的操作,那你就算等正在cpu爆表吧。

  第二沾是,除了次中利用异步,我们地方说到之有关IIS的布是很关键的,如果运用了异步,请记得将maxWorkerThreads和maxConcurrentRequestPerCPU的值调高试试。

 早期对Web service的异步编程模式APM

  说得了我们巨大上的async/await之后,我们来探这技能十分老,但是概念确依旧延续到今日的Web
Service。 我们这边所说之指向web
service的异步编程模式不是据当劳务器端的web service本身,而是靠调用web
service的客户端。大家明白对web service,我们通过加加web
service引用或者.net提供的变通工具就是可转对应的代理类,可以给咱比如说调用本地代码一样看web
service,而所好成的代码类中对对各一个web
service方法生成3独照应之方式,比如说我们的方式名叫DownloadContent,除了这个点子外还有BeginDownloadContent和EndDownloadContent方法,而及时有限独就是是咱们今天若是说之初期的异步编程模式APM(Asynchronous
Programming Model)。下面就是来看看我们web
service中之代码,注意我们现的类还是以.NET Framework3.5下蛋促成之。

 PageContent.asmx的代码

public class PageContent : System.Web.Services.WebService
{
    [WebMethod]
    public string DownloadContent(string url)
    {
        var client = new System.Net.WebClient();
        return client.DownloadString(url);
    }
}

  注意我们web
service中之DownloadContent方法调用的凡WebClient的同台方法,WebClient也来异步方法就:DownloadStringAsync。但是大家而懂得,不管服务器是一块还是异步,对于客户端的话调用了卿这web
service都是同等的,就是得相当而回结果。

  当然,我们为可像MVC里面的代码一样,把我们的劳动器端也描绘成异步的。那得好处的凡很托管web
service的服务器,它的处理能力得到增强,就如ASP.NET一样。如果我们用JavaScript去调用这个Web
Service,那么Ajax(Asynchronous Javascript +
XML)就是我们客户端用到的异步编程技术。如果是别的客户端也?比如说一个CS的桌面程序?我们要异步编程么?

当WinForm遇上Web Service

  WinForm不像托管在IIS的ASP.NET网站,会发出一个线程池管理在多独线程来拍卖用户之请,换个说法ASP.NET网站生来就根据多线程的。但是,在WinForm中,如果我们无刻意用多线程,那至始至终,都单生一个线程,称之为UI线程。也许在有袖珍的系统中WinForm很少涉及到大半线程,因为WinForm本身的优势就是当其是独自运作于客户端的,在性质达到跟可操作性上都见面生出老充分之优势。所以众多中小型的WinForm系统都是一直就是访问数据库了,并且大多也特来数量的传,什么图片资源那是生少之,所以待的时间是殊短缺的,基本不用花啊脑子去考虑什么3秒之内必以页面显示到用户眼前这种题材。

  既然WinForm在性质达到有这么好之优势,那它们还亟需异步吗?

  我们地方说的凡中小型的WinForm,如果是巨型的体系为?如果WinForm只是另的酷有点部分,就如我们文章开始说的还有很多其它众多只手机客户端,Web客户端,平板客户端也?如果客户端很多导致数据库撑不停止怎么收拾?
想在中游加同层缓存怎么处置?

  将一个b2b的网站功能举例,用户可透过网站下单,手机也堪下单,还可由此电脑的桌面客户端下单。在生完单之后如果就交易,库存扣减,发送订单确认通知等等功能,而任由而的订单是由此哪个端好的,这些意义我们都如错过做,对吧?那我们就是无能够独立在WinForm里面了,不然这些代码在外的捧里又得全簇新再逐一实现,同样的代码放在不同的地方那可一定危险的,所以即使发生了我们后来的SOA架构,把这些功能都减掉成服务,每种型的端都是调用服务就是好了。一凡是可统一保护这些作用,二是足以充分方便之召开扩展,去还好之服功能以及架构上的恢弘。比如说像下这样的一个体系。

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  以直达图备受,Web端虽然也是属我们平常说的服务端(甚至是出于多台服务器组成的web群集),但是针对我们全体体系吧,它为只是是一个端而已。对于一个端的话,它本身就处理和用户交互的题目,其余所有的法力,业务都见面付出后来台处理。在咱们地方的架中,应用层都无会见一直到位真正业务逻辑相关的拍卖,而是坐我们又下层数据层去举行处理。那么应用层主要协助做片和用户交互的片效应,如果手机短信发送,邮件发送等等,并且可依据先级选择是放开入行中稍候处理要一直调用功能服务就处理。

  于这么的一个系统被,我们的Web服务器可以,Winform端也好都用只有是漫天系统面临的一个极,它们要的另外是用户和后服务期间的一个桥梁。涉及到Service的调用之后,为了吃用户可以的用户体验,在WinForm端,我们当然将考虑异步的题目。 

WinForm异步调用Web Service

  有了例如VS这样强劲的家伙也咱转变代理类,我们于写调用Web
service的代码时便得像调用本地类库一样调用Web
Service了,我们只需要丰富一个Web Reference就可了。

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// Form1.cs的代码

private void button1_Click(object sender, EventArgs e)
{
    var pageContentService = new localhost.PageContent();
    pageContentService.BeginDownloadContent(
        "http://jesse2013.cnblogs.com",
        new AsyncCallback(DownloadContentCallback),
        pageContentService);
}

private void DownloadContentCallback(IAsyncResult result)
{
    var pageContentService = (localhost.PageContent)result.AsyncState;
    var msg = pageContentService.EndDownloadContent(result);
    MessageBox.Show(msg);
}

  代码非常的简要,在履行完pageContentService.BeginDownloadContent之后,我们的主线程就回了。在调用Web
service这段时日内我们的UI不会被打断,也无见面面世“无法响应这种气象”,我们照样可拖动窗体甚至举行其他的业务。这就算是APM的魔力,但是咱的callback究竟是当谁线程中实践之也?是线程池中的线程么?咋们接着朝下看。

APM异步编程模式详解

线程问题

  接下去我们就算是双重进一步的问询APM这种模式是哪些做事之,但是首先我们只要回答上面留下来的题材,这种异步的编程方式有没有产生吧我们被新的线程?让代码说话:

private void button1_Click(object sender, EventArgs e)
{
    Trace.TraceInformation("Is current thread from thread pool? {0}", Thread.CurrentThread.IsThreadPoolThread ? "Yes" : "No");
    Trace.TraceInformation("Start calling web service on thread: {0}", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
    var pageContentService = new localhost.PageContent();
    pageContentService.BeginDownloadContent(
        "http://jesse2013.cnblogs.com",
        new AsyncCallback(DownloadContentCallback),
        pageContentService);
}

private void DownloadContentCallback(IAsyncResult result)
{
    var pageContentService = (localhost.PageContent)result.AsyncState;
    var msg = pageContentService.EndDownloadContent(result);

    Trace.TraceInformation("Is current thread from thread pool? {0}" , Thread.CurrentThread.IsThreadPoolThread ? "Yes" : "No");
    Trace.TraceInformation("End calling web service on thread: {0}, the result of the web service is: {1}",
        Thread.CurrentThread.ManagedThreadId,
        msg);
}

  我们于按钮点击的办法与callback方法吃分头出口当前线程的ID,以及她们是否属线程池的线程,得到的结果如下:

  Desktop4.0.vshost.exe
Information: 0 : Is current thread a background thread? NO
  Desktop4.0.vshost.exe
Information: 0 : Is current thread from thread pool? NO
  Desktop4.0.vshost.exe
Information: 0 : Start calling web service on thread: 9
  Desktop4.0.vshost.exe
Information: 0 : Is current thread a background thread? YES
  Desktop4.0.vshost.exe
Information: 0 : Is current thread from thread pool? YES
  Desktop4.0.vshost.exe
Information: 0 : End calling web service on thread: 14, the result of
the web service is: <!DOCTYPE html>…

  按钮点击的措施是出于UI直接控制,很显著它不是一个线程池线程,也不是后台线程。而我辈的callback却是当一个来自于线程池的后台线程执行之,答案揭晓了,可是这会叫我们带来一个题材,我们地方说了光发UI线程也可错过创新我们的UI控件,也就是说在callback中我们是勿克更新UI控件的,那咱们安吃更新UI让用户了解反馈也?答案于后头接晓
:),让咱先行注意让把APM弄明白。

从Delegate开始

  其实,APM在.NET3.5先都为大规模采用,在WinForm窗体控制中,在一个IO操作的类库中等等!大家可好轻的找到搭配了Begin和End的主意,更主要之是只要是发代理的地方,我们还得采用APM这种模式。我们来拘禁一个不行简短的例子:

delegate void EatAsync(string food);
private void button2_Click(object sender, EventArgs e)
{
    var myAsync = new EatAsync(eat);
    Trace.TraceInformation("Activate eating on thread: {0}", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
    myAsync.BeginInvoke("icecream", new AsyncCallback(clean), myAsync);
}

private void eat(string food)
{
    Trace.TraceInformation("I am eating.... on thread: {0}", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
}

private void clean(IAsyncResult asyncResult)
{
    Trace.TraceInformation("I am done eating.... on thread: {0}", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
}

  上面的代码中,我们透过把eat封装成一个托,然后重新调用该信托的BeginInvoke方法实现了异步的实行。也就算是实际的eat方法无是当主线程遭遇履行的,我们好看输出的结果:

  Desktop4.0.vshost.exe
Information: 0 : Activate eating on thread: 10
  Desktop4.0.vshost.exe
Information: 0 : I am eating…. on thread: 6
  Desktop4.0.vshost.exe
Information: 0 : I am done eating…. on thread: 6

  clean是咱们污染上的callback,该方法会在咱们的eat方法执行完毕后让调用,所以它们会以及我们eat方法在和一个线程中叫调用。大家要熟悉代理的言辞虽会明白,代码实际上会为编译成一个类,而BeginInvoke和EndInvoke方法正是编译器为咱机关加进去的点子,我们无用额外做另外业务,这在首没有TPL和async/await之前(APM从.NET1.0时代就算出了),的确是一个科学的选取。

再也认识APM

摸底了Delegate实现的BeginInvoke和EndInvoke之后,我们重新来分析一下APM用到的那些对象。
拿我们Web service的代理类来举例,它吗我们转移了以下3单办法:

  1. string DownloadContent(string url): 同步方法
  2. IAsyncResult BeginDownloadContent(string url, AsyncCallback
    callback, object asyncState): 异步开始计
  3. EndDownloadContent(IAsyncResult asyncResult):异步结束方法

  于咱们调用EndDownloadContent方法的时刻,如果我们的web

service调用还并未回去,那这个时候就是会见用阻塞的法门去用结果。但是在我们传到BeginDownloadContent中之callback被调用的当儿,那操作必然是已好了,也就是说IAsyncResult.IsCompleted

true。而以APM异步编程模式中Begin方法总是回到IAsyncResult这个接口的兑现。IAsyncReuslt仅仅包含以下4只特性:

亚洲必赢bwin696.com 6

  WaitHanlde通常作为同对象的基类,并且可以运用其来阻塞亚洲必赢bwin696.com线程,更多信息可以参见MSDN.aspx) 。
借助于IAsyncResult的救助,我们就算可由此以下几种艺术去抱当前所行操作的结果。

  1. 轮询
  2. 强制等
  3. 做到通知

  完成通知就是等于”WinForm异步调用WebService”那收着之所以到之章程,调了Begin方法后,主线程就算就任务了。我们为未用监督该操作的施行情况,当该操作实施了之后,我们于Begin方法被传进的callback就会让调用了,我们得以特别方式被调用End方法去获取结果。下面我们再度略说一下前两种植艺术。

//轮询获取结果代码

var pageContentService = new localhost.PageContent();
IAsyncResult asyncResult = pageContentService.BeginDownloadContent(
    "http://jesse2013.cnblogs.com",
    null,
    pageContentService);

while (!asyncResult.IsCompleted)
{
    Thread.Sleep(100);
}
var content = pageContentService.EndDownloadContent(asyncResult);

 // 强制等结果代码

var pageContentService = new localhost.PageContent();
IAsyncResult asyncResult = pageContentService.BeginDownloadContent(
    "http://jesse2013.cnblogs.com",
    null,
    pageContentService);

// 也可以调用WaitOne()的无参版本,不限制强制等待时间
if (asyncResult.AsyncWaitHandle.WaitOne(2000))
{
    var content = pageContentService.EndDownloadContent(asyncResult);
}
else
{ 
    // 2s时间已经过了,但是还没有执行完   
}

EAP(Event-Based Asynchronous Pattern)

  EAP是当.NET2.0出的任何一样种植过渡的异步编程模型,也是在.NET3.5以后Microsoft支持之平等栽做法,为什么吧?
如果大家打一个.NET4.0还是重新胜版本的WinForm项目,再错过填补加Web
Reference就会意识变化的代理类中既没Begin和End方法了,记住在3.5之时是双边共存之,你可选随机一种植来使用。但是到了.NET4.0自此,EAP成为了而唯一的抉择。(我无尝试了手动生成代理类,有趣味的同室可以品尝一下)让咱来拘禁一下以.NET4生,我们是什么异步调用Web
Service的。

private void button1_Click(object sender, EventArgs e)
{
    var pageContent = new localhost.PageContent();
    pageContent.DownloadContentAsync("http://jesse2013.cnblogs.com");
    pageContent.DownloadContentCompleted += pageContent_DownloadContentCompleted;
}

private void pageContent_DownloadContentCompleted(object sender, localhost.DownloadContentCompletedEventArgs e)
{
    if (e.Error == null)
    {
        textBox1.Text = e.Result;
    }
    else
    { 
        // 出错了
    }
}

线程问题

  不了解大家还是否记得,在APM模式遭遇,callback是履行于旁一个线程中,不能够随易的夺更新UI。但是若您精心看一下方面的代码,我们的DownloadContentCompleted事件绑定的法门吃直接就是更新了UI,把返回的始末写及了一个文本框里面。通过同样的法可以窥见,在EAP这种异步编程模式下,事件绑定的计吗是以调用的那个线程中实施的。也就是说解决了异步编程的早晚UI交互的题目,而且是当与一个线程中尽。
看看下面的代码:

private void button1_Click(object sender, EventArgs e)
{
    Trace.TraceInformation("Call DownloadContentAsync on thread: {0}", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
    Trace.TraceInformation("Is current from thread pool? : {0}", Thread.CurrentThread.IsThreadPoolThread ? "YES" : "NO");

    var pageContent = new localhost.PageContent();
    pageContent.DownloadContentAsync("http://jesse2013.cnblogs.com");
    pageContent.DownloadContentCompleted += pageContent_DownloadContentCompleted;
}

private void pageContent_DownloadContentCompleted(object sender, localhost.DownloadContentCompletedEventArgs e)
{
    Trace.TraceInformation("Completed DownloadContentAsync on thread: {0}", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
    Trace.TraceInformation("Is current from thread pool? : {0}", Thread.CurrentThread.IsThreadPoolThread ? "YES" : "NO");
}

  Desktop4.vshost.exe
Information: 0 : Call DownloadContentAsync on thread: 10

  Desktop4.vshost.exe
Information: 0 : Is current from thread pool? : NO

  Desktop4.vshost.exe
Information: 0 : Completed DownloadContentAsync on thread: 10

  Desktop4.vshost.exe
Information: 0 : Is current from thread pool? : NO

async/await 给WinFrom带来了什么

  如果说async给ASP.NET带来的凡处理能力的增强,那么在WinForm中让程序员带来的利虽是无比要命之。我们更为不用因为如果促成异步写回调或者绑定事件了,省事了,可读性也提高了。不信教而看下面我们将调用我们好web
service的代码在.NET4.5下促成转:

private async void button2_Click(object sender, EventArgs e)
{
    var pageContent = new localhost.PageContentSoapClient();
    var content = await pageContent.DownloadContentAsync("http://jesse2013.cnblogs.com");

    textBox1.Text = content.Body.DownloadContentResult;
}

  简单的老三履行代码,像写同步代码一样写异步代码,我想或许就便是async/await的魔力吧。在await之后,UI线程就足以回来响应UI了,在上面的代码中我们是尚未初线程产生的,和EAP一样拿到结果一直就可针对UI操作了。

  async/await似乎真的坏好,但是如果我们await后面的代码执行在另外一个线程中会产生啊业务也?

private async void button1_Click(object sender, EventArgs e)
{
    label1.Text = "Calculating Sqrt of 5000000";
    button1.Enabled = false;
    progressBar1.Visible = true;

    double sqrt = await Task<double>.Run(() =>
    {
        double result = 0;
        for (int i = 0; i < 50000000; i++)
        {
            result += Math.Sqrt(i);

            progressBar1.Maximum = 50000000;
            progressBar1.Value = i;
        }
        return result;
    });

    progressBar1.Visible = false;
    button1.Enabled = true;
    label1.Text = "The sqrt of 50000000 is " + sqrt;
}

  我们在界面中加大了一个ProgressBar,同时开班一个线程去把从1至5000000底平方全部加起,看起是一个老耗时的操作,于是我们之所以Task.Run开了一个新的线程去实施。(注:如果是纯运算的操作,多线程操作对性能没多深扶持,我们这边根本是想念吃UI一个快显示当前拓展到哪一样步了。)看起没什么问题,我们循F5运行吧!
  Bomb~

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  当执行到这边的时,程序就算倒了,告诉我们”无效操作,只能从创立porgressBar的线程访问它。“
 这吗是咱一样开始波及的,在WinForm主次中,只有UI主线程才会针对UI进行操作,其它的线程是无权限的。接下来我们便来探视,如果以WinForm中落实非UI线程对UI控制的换代操作。 

不同线程之间通讯的问题

万能的Invoke

  WinForm中多数的控件包括窗体在内都贯彻了Invoke.aspx)方法,可以传一个Delegate,这个Delegate将会见给有着好控制的线程所调用,从而避免了跨线程访问的题材。

Trace.TraceInformation("UI Thread : {0}", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
double sqrt = await Task<double>.Run(() =>
{
    Trace.TraceInformation("Run calculation on thread: {0}", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
    double result = 0;
    for (int i = 0; i < 50000000; i++)
    {
        result += Math.Sqrt(i);
        progressBar1.Invoke(new Action(() => {
            Trace.TraceInformation("Update UI on thread: {0}", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
            progressBar1.Maximum = 50000000;
            progressBar1.Value = i;
        }));
    }
    return result;
});

  Desktop.vshost.exe Information: 0 : UI
Thread : 9
  Desktop.vshost.exe Information: 0 : Run calculation on
thread: 10
  Desktop.vshost.exe
Information: 0 : Update UI on thread: 9

  Invoke方法比较简单,我们尽管不开过多的研究了,但是咱只要考虑到一点,Invoke是WinForm实现的UI跨线程沟通方式,WPF用之可是Dispatcher,如果是在ASP.NET下跨线程之间的一起又岂惩罚吧。为了配合各种技术平台下,跨线程同步的问题,Microsoft在.NET2.0底时光即便引入了我们下的这目标。

SynchronizationContext上下文同步对象

胡要SynchronizationContext

  就比如我们当WinForm中相遇的题材同样,有时候我们得以一个线程中传递一些数据要做有操作及其他一个线程。但是于大多数气象下就是匪同意的,出于安全因素的设想,每一个线程都生它独立的内存空间和上下文。因此于.NET2.0,微软出了SynchronizationContext。

  它要的意义有是吧我们提供了一如既往种植将片行事任务(Delegate)以行的不二法门囤在一个上下文对象中,然后拿这些上下文对象关联到实际的线程上,当然有时候多只线程也足以提到到与一个SynchronizationContext对象。获取当前线程的同步上下文对象足以运用SynchronizationContext.Current。同时她还吧咱提供以下简单独道Post和Send,分别是为异步和一起的方以我们地方说的行事职责放到我们SynchronizationContext的阵中。

SynchronizationContext示例

  还是将我们地方Invoke中之所以到的例子举例,只是这次咱们无直调用控件的Invoke方法去创新她,而是写了一个Report的方法专门去更新UI。

double sqrt = await Task<double>.Run(() =>
{
    Trace.TraceInformation("Current thread id is:{0}", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);

    double result = 0;
    for (int i = 0; i < 50000000; i++)
    {
        result += Math.Sqrt(i);
        Report(new Tuple<int, int>(50000000, i));
    }
    return result;
});

  每一样不良操作结束事后咱们调用一下Report方法,把我们总共要算的数字,以及时方测算的数字传于其就得了。接下来就看咱们的Report方法了。

private SynchronizationContext m_SynchronizationContext;
private DateTime m_PreviousTime = DateTime.Now;

public Form1()
{
    InitializeComponent();
    // 在全局保存当前UI线程的SynchronizationContext对象
    m_SynchronizationContext = SynchronizationContext.Current;
}

public void Report(Tuple<int, int> value)
{
    DateTime now = DateTime.Now;
    if ((now - m_PreviousTime).Milliseconds > 100)
    {
        m_SynchronizationContext.Post((obj) =>
        {
            Tuple<int, int> minMax = (Tuple<int, int>)obj;
            progressBar1.Maximum = minMax.Item1;
            progressBar1.Value = minMax.Item2;
        }, value);

        m_PreviousTime = now;
    }
}

  整个操作看起而于Inovke复杂一点,与Invoke不同的凡SynchronizationContext不需要针对Control的援,而Invoke必须先行得起坏控件才能够调用它的Invoke方法对它们进行操作。

小结

  这首博客内容发生硌长,不清楚有多少人好看来此间:)。最初步我只是想写写WinFrom下异步调用Web
Service的一部分物,在同等始马上首文书之问题是”异步编程在WinForm下的履行“,但是写着形容着发现更多的迷团没有解开,其实还是有些一味的技术以前尚未点和操纵好,所以所幸就一次性将她们都重新学习了相同布满,与大家大快朵颐。

  我们再次来回顾一下文章所涉到之一对重中之重之定义:

  1. async/await
    于ASP.NET做的尽特别奉献(早期ASP.NET的异步开发模式同样也生如此的贡献),是当看数据库的下、访问远程IO的时段这放出了当下的拍卖性程,可以于这些线程回到线程池中,从而实现可去处理任何要的效益。
  2. 异步的ASP.NET开发能当处理能力达到带多那个之增强,取决于我们的次第来些许时是给打断的,也不怕是那些访问数据库与长距离Service的时空。
  3. 除了用代码改化异步,我们尚欲在IIS上开有对立的配置来促成最优化。
  4. 无是ASP.NET、WinForm还是Mobile、还是平板,在大型系统面临都只是是一个以及用户交互的端而已,所以无论你现在凡做所谓的前端(JavaScript +
    CSS等),还是所谓的后端(ASP.NET MVC、WCF、Web API 等
    ),又要是于时的移动端(IOS也好,Andrioid也罢,哪怕是不争气的WP),都只是普大型系统被的零碎一角而已。当然我并无是降级这些端的价,正是因咱们注意于不同,努力提高每一个端的用户体验,才会给这些巨型系统发出出名的会。我眷恋说之是,在您针对今天技术取得一定之姣好后,不要停止学习,因为所有软件架构体系受到还有不少多大好之物值得我们错过发现。
  5. APM和EAP是在async/await之前的鲜种不同之异步编程模式。
  6. APM如果未打断主线程,那么得通知(回调)就会执行于另外一个线程中,从而让我们更新UI带来一定的题目。
  7. EAP的打招呼事件是在主线程遭遇推行之,不会见在UI交互的问题。
  8. 末段,我们尚上了在Winform下不同线程之间互相的问题,以及SynchronizationContext。
  9. APM是.NET下最为早的异步编程方法,从.NET1.0的话就是发生了。在.NET2.0之早晚,微软发现及了APM的回调函数中及UI交互的题材,于是带来了初的EAP。APM与EAP一直并存到.NET3.5,在.NET4.0底上微软带来了TPL,也便是我们所熟识的Task编程,而.NET4.5纵是咱大家懂得的async/await了,可以看到.NET一直于非停歇的腾飞,加上近年来连连的及开源社区的通力合作,跨平台等特色的引入,我们发理由相信.NET会越加走更好。

  最后,这首文章由寻觅材料上及写出来,差不多花了自少单周未的工夫,希望能够吃得的食指要感兴趣想只要不断上之人数一点扶(不管是奔前面上,还是于后上)最后还要谢@田园里面的蟋蟀,在看之时节吃自身寻找了有错别字!

引用 & 扩展阅读

http://blogs.msdn.com/b/tmarq/archive/2010/04/14/performing-asynchronous-work-or-tasks-in-asp-net-applications.aspx
http://blog.stevensanderson.com/2008/04/05/improve-scalability-in-aspnet-mvc-using-asynchronous-requests
http://blogs.msdn.com/b/tmarq/archive/2007/07/21/asp-net-thread-usage-on-iis-7-0-and-6-0.aspx 
http://blogs.msdn.com/b/tmarq/archive/2010/04/14/performing-asynchronous-work-or-tasks-in-asp-net-applications.aspx
http://mohamadhalabi.com/2014/05/08/thread-throttling-in-iis-hosted-wcf-sync-vs-async/
Pro Asynchronous Programs with .NET by Richard Blewett and Andrew Clymer

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