1.14 Async和Await

1.上下文

2.Async和Await简介

3.Await后续代码在哪个线程执行

4.Await 和同步上下文

5.Await究竟干了什么

1.上下文

想象一下:你在不同的场合,同样是"我饿了",意思完全不同 a.在家说"我饿了"->妈妈给你做饭 b.在朋友家说"我饿了"->朋友给你零食 同样一句"我饿了",因为说的时候环境不同,结果完全不同

编程中的上下文就是当前代码能有的所有东西(变量,方法,类,资源,环境信息)的集合,就 像你在厨房,上下文就是厨房里的工具(刀,锅,食材),你能做饭

publicclassExample{privatestringname="全局名字";// 这是类的上下文（成员变量）publicvoidMethod1(){stringname="局部名字";// 这是方法的上下文（局部变量）Console.WriteLine(name);// 输出“局部名字”// 因为当前方法上下文中有name，就先用它}publicvoidMethod2(){Console.WriteLine(name);// 输出“全局名字”// 方法上下文没有name，就用类的上下文中的name}}

同步上下文在异步操作后,默认会回到原来的上下文

// UI程序中，控制回到UI线程执行privateasyncvoidButton_Click(objectsender,EventArgse){// 异步操作前：UI线程上下文awaitTask.Delay(1000);// 异步操作后：默认会回到原来的上下文（UI线程）label.Text="完成";// 安全访问UI控件}// 指定不捕获上下文（提高性能）awaitTask.Delay(1000).ConfigureAwait(false);// 这里不会回到UI线程上下文

2.Async和Await简介

async与await用来简化异步编程,让异步代码像同步代码一样,易于理解 a.async关键字用于修饰一个方法,表示该方法是异步的;异步方法的返回类型通常是Task,Task<T>b.异步方法内部,可以使用await关键字来等待一个异步操作(Task),而不会阻塞当前线程 c.使用await关键字的方法必须用async修饰

// 1. 声明异步方法：在方法前加 asyncpublicasyncTask<string>下载网页(){// 2. 使用 await 等待异步操作完成string内容=await网络下载方法();// 3. await 后面的代码会等待，但不会阻塞线程Console.WriteLine("下载完成");return内容;// 自动包装成 Task<string>}

3.Await后续代码在哪个线程执行

a.当初始的await被调用时,异步函数内部的代码仍在与调用线程相同的线程上运行 b.后续的await延续内容可能在不同的线程池中执行,取决于线程池

4.Await 和同步上下文

在C#异步编程中,await关键字用于挂起当前方法,直到等待的异步操作完成;当异步操作完成 后,方法会尝试恢复执行

同步上下文(SynchronizationContext)是一个抽象,它代表了一个线程的上下文环境;在 Windows Forms、WPF、ASP.NET等应用程序模型中,都有一个特定的同步上下文,它通常与 UI线程相关联,用于确保代码在正确的线程上执行(如:UI控件的更新必须在UI线程上进行)

当我们使用await时,默认情况下,await会捕获当前的同步上下文,并在该同步上下文中恢复 执行;这意味着,如果在UI线程上使用await,那么await之后的代码将会在UI线程上执行,这样我们就可以安全地更新UI控件

ConfigureAwait(false)来告诉await不需要捕获原始同步上下文,而是在线程池上下文中恢 复执行

privateasyncvoidbutton1_Click(objectsender,EventArgse){// 这里在UI线程上执行awaitSomeAsyncMethod();// 这里也会在UI线程上执行，所以可以安全更新UIlabel1.Text="Done";}

5.Await究竟干了什么

当我们使用async和await时,c#编译器将异步方法转换成一个状态机;状态机将异步方法分成 了多个步骤,每一个await都是一个状态;当遇到await时,如果等待的任务尚未完成,状态机 会将方法挂起(返回),并注册一个续延(continuation),当任务完成后,再调用续延来恢复 方法的执行(从上次暂停的地方继续)

1).原始代码

asyncTask 示例方法(){Console.WriteLine("开始");inta=10;stringresult=await网络请求();// 第一个awaita=a+5;Console.WriteLine($"结果:{result}, a={a}");awaitTask.Delay(1000);// 第二个awaitConsole.WriteLine("完成");}

2).编译器把它变成状态机

// 伪代码，展示状态机原理class状态机{int状态=0;// 0=刚开始，1=第一个await后，2=第二个await后inta;stringresult;void继续执行(){switch(状态){case0:// 第一次执行Console.WriteLine("开始");a=10;发起的网络请求=开始网络请求();状态=1;// 挂起，等网络请求完成break;case1:// 网络请求完成后继续result=获取网络请求结果();a=a+5;Console.WriteLine($"结果:{result}, a={a}");开始延迟();状态=2;// 挂起，等延迟完成break;case2:// 延迟完成后继续Console.WriteLine("完成");break;}}}