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一、引言在之前的C#基础知识系列文章中只介绍了从C#1.0到C#4.0中主要的特性，然而.NET 4.5 的推出，对于C#又有了新特性的增加——就是C#5.0中async和await两个关键字，这两个关键字简化了异步编程，之所以简化了，还是因为编译器给我们做了更多的工作，下面就具体看看编译器到底在背后帮我们做了哪些复杂的工作的。
二、同步代码存在的问题对于同步的代码，大家肯定都不陌生，因为我们平常写的代码大部分都是同步的，，然而同步代码却存在一个很严重的问题，例如我们向一个Web服务器发出一个请求时，如果我们发出请求的代码是同步实现的话，这时候我们的应用程序就会处于等待状态，直到收回一个响应信息为止，然而在这个等待的状态，对于用户不能操作任何的UI界面以及也没有任何的消息，如果我们试图去操作界面时，此时我们就会看到"应用程序为响应"的信息(在应用程序的窗口旁)，相信大家在平常使用桌面软件或者访问web的时候，肯定都遇到过这样类似的情况的，对于这个，大家肯定会觉得看上去非常不舒服。引起这个原因正是因为代码的实现是同步实现的，所以在没有得到一个响应消息之前，界面就成了一个"卡死"状态了，所以这对于用户来说肯定是不可接受的，因为如果我要从服务器上下载一个很大的文件时，此时我们甚至不能对窗体进行关闭的操作的。为了具体说明同步代码存在的问题(造成界面开始)，下面通过一个程序让大家更形象地看下问题所在：
// 单击事件 private void btnClick_Click(object sender, EventArgs e) { this.btnClick.Enabled = false; long length = AccessWeb(); this.btnClick.Enabled = true; // 这里可以做一些不依赖回复的操作 OtherWork(); this.richTextBox1.Text += String.Format("\n 回复的字节长度为: {0}.\r\n", length); txbMainThreadID.Text = Thread.CurrentThread.ManagedThreadId.ToString(); } private long AccessWeb() { MemoryStream content = new MemoryStream(); // 对MSDN发起一个Web请求 HttpWebRequest webRequest = WebRequest.Create("") as HttpWebRequest; if (webRequest != null) { // 返回回复结果 using (WebResponse response = webRequest.GetResponse()) { using (Stream responseStream = response.GetResponseStream()) { responseStream.CopyTo(content); } } } txbAsynMethodID.Text = Thread.CurrentThread.ManagedThreadId.ToString(); return content.Length; }
运行程序后，当我们点击窗体的 "点击我"按钮之后，在得到服务器响应之前，我们不能对窗体进行任何的操作，包括移动窗体，关闭窗体等，具体运行结果如下：
三、传统的异步编程来改善程序的响应上面部分我们已经看到同步方法所带来的实际问题了，为了解决类似的问题，.NET Framework很早就提供了对异步编程的支持，下面就用.NET 1.0中提出的异步编程模型(APM)来解决上面的问题，具体代码如下(注释的部分通过获得GUI线程的同步上文对象，然后同步调用同步上下文对象的post方法把要调用的方法交给GUI线程去处理，因为控件本来就是由GUI线程创建的，然后由它自己执行访问控件的操作就不存在跨线程的问题了，程序中使用的是调用RichTextBox控件的Invoke方式来异步回调访问控件的方法，其实背后的原来和注释部分是一样的，调用RichTextBox控件的Invoke方法可以获得创建RichTextBox控件的线程信息(也就是前一种方式的同步上下文)，然后让Invoke回调的方法在该线程上运行):
private void btnClick_Click(object sender, EventArgs e) { this.richTextBox1.Clear(); btnClick.Enabled = false; AsyncMethodCaller caller = new AsyncMethodCaller(TestMethod); IAsyncResult result = caller.BeginInvoke(GetResult, null); //// 捕捉调用线程的同步上下文派生对象 //sc= SynchronizationContext.Current; } # region 使用APM实现异步编程 // 同步方法 private string TestMethod() { // 模拟做一些耗时的操作 // 实际项目中可能是读取一个大文件或者从远程服务器中获取数据等。 for (int i = 0; i < 10; i++) { Thread.Sleep(200); } return "点击我按钮事件完成"; } // 回调方法 private void GetResult(IAsyncResult result) { AsyncMethodCaller caller = (AsyncMethodCaller)((AsyncResult)result).AsyncDelegate; // 调用EndInvoke去等待异步调用完成并且获得返回值 // 如果异步调用尚未完成，则 EndInvoke 会一直阻止调用线程，直到异步调用完成 string resultvalue = caller.EndInvoke(result); //sc.Post(ShowState,resultvalue); richTextBox1.Invoke(showStateCallback, resultvalue); } // 显示结果到richTextBox private void ShowState(object result) { richTextBox1.Text = result.ToString(); btnClick.Enabled = true; } // 显示结果到richTextBox //private void ShowState(string result) //{ // richTextBox1.Text = result; // btnClick.Enabled = true; //} #endregion
运行的结果为：
四、C# 5.0 提供的async和await使异步编程更简单