.Net 异步编程:async和await

async、await原理

async的方法会被C#编译器编译成一个类，会根据 await 调用切分为多个状态。对 async 方法的调用会被拆分为对 MoveNext 的调用。和状态机有关，还没有理清楚，先看其他人的解密吧：解密async await 原理（.net）

await 看似“等待”，但经过编译后，其实没有“wait”

为什么说 await 没有等待呢？

因为 await 调用“等待”期间，.Net 会把当前的线程返回给线程池，等异步方法调用执行完毕后，框架会从线程池再取出一个线程执行后续的代码（PS：造成了线程切换）。

// *** Main *** /
int threadId = Thread.CurrentThread.ManagedThreadId;
Console.WriteLine($"第一次打印：{threadId}");  // 打印当前线程 Id

await AsyncProgramming.TestAsync();

threadId = Thread.CurrentThread.ManagedThreadId;
Console.WriteLine($"第五次打印：{threadId}");

// *** AsyncProgramming *** /
internal class AsyncProgramming
{
    public static async Task TestAsync()
    {
        int threadId = Thread.CurrentThread.ManagedThreadId;
        System.Console.WriteLine($"第二次打印：{threadId}");

        string path = @"D:\Temp";
        string fileName = "1.txt";
        string fullPath = Path.Combine(path, fileName);

        StringBuilder sb = new StringBuilder();
        for (int i = 0; i < 10000; i  )
        {
            sb.Append("aaaa");
        }

        threadId = Thread.CurrentThread.ManagedThreadId;
        System.Console.WriteLine($"第三次打印：{threadId}");

        #region 耗时任务

        await File.WriteAllTextAsync(fullPath, sb.ToString());

        #endregion

        threadId = Thread.CurrentThread.ManagedThreadId;
        System.Console.WriteLine($"第四次打印：{threadId}");
    }
}

可以看到前三次打印都是同一个线程，从 await 等待异步方法执行后面两次打印的是一个线程。由此可见，调用 await 执行语句确实把当前的线程给释放了（返回给线程池），调用完毕则又重新取出一个线程执行后续的代码（线程进行切换了）。

异步方法≠多线程

异步方法的代码并不会自动在新线程中执行，除非把代码放到新线程中执行。修改上面代码中关于写的部分：

internal class AsyncProgramming
{
    public static async Task TestAsync()
    {
        int threadId = Thread.CurrentThread.ManagedThreadId;
        System.Console.WriteLine($"第二次打印：{threadId}");

        string path = @"D:\Temp";
        string fileName = "1.txt";
        string fullPath = Path.Combine(path, fileName);

        StringBuilder sb = new StringBuilder();
        for (int i = 0; i < 10000; i  )
        {
            sb.Append("aaaa");
        }

        threadId = Thread.CurrentThread.ManagedThreadId;
        System.Console.WriteLine($"第三次打印：{threadId}");

        File.WriteAllText(fullPath, sb.ToString());  // 修改的部分

        threadId = Thread.CurrentThread.ManagedThreadId;
        System.Console.WriteLine($"第四次打印：{threadId}");
    }
}

执行结果：

可以看到，同样是标记 async 的异步方法，但并没有创建新的线程，而是在同一个线程中执行。继续修改：

internal class AsyncProgramming
{
    public static async Task TestAsync()
    {
        int threadId = Thread.CurrentThread.ManagedThreadId;
        System.Console.WriteLine($"第二次打印：{threadId}");

        string path = @"D:\Temp";
        string fileName = "1.txt";
        string fullPath = Path.Combine(path, fileName);

        StringBuilder sb = new StringBuilder();
        for (int i = 0; i < 10000; i  )
        {
            sb.Append("aaaa");
        }

        threadId = Thread.CurrentThread.ManagedThreadId;
        System.Console.WriteLine($"第三次打印：{threadId}");

        // 修改部分
        await Task.Run(() =>
            {
                File.WriteAllText(fullPath, sb.ToString());
            });

        threadId = Thread.CurrentThread.ManagedThreadId;
        System.Console.WriteLine($"第四次打印：{threadId}");
    }
}

我们通过Task.Run的方式创建了一个新的线程，在线程中执行了写的代码。由此可见，异步方法的却不等于多线程，只能说异步方法可能是多线程的。

异步方法

异步方法：使用 async 关键字修饰的方法。

1. 异步方法的返回值一般都是Task<T>，T才是真正的返回值类型
2. 如果方法没有返回值，要把返回值声明为非泛型的Task
3. 调用泛型方法时，通过await关键字，这样可以拿到泛型指定的T类型的返回值
4. 异步方法具有“传递性”，一个方法中如果有 await 调用，则这个方法也必须修饰为 async

异步方法的命名通常以 Async 结尾

async、await关键字的使用简化了多线程开发，但是async、await ≠ “多线程”

异步编程思想：不等待

async 方法的缺点

1. 异步方法会生成一个类，运行效率没有普通方法高（因为通过状态机 MoveNext 的方式调用）
2. 可能会占用非常多的线程（其中发生了线程切换）

非必要情况下直接返回Task<T>类型，不使用async关键字标记
这样只是普通方法调用，运行效率更高，不会造成线程浪费

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