C#多线程TPL模式高级用法探秘 C#多线程TPL模式高级用法探秘

一、引言我们先来看下面的一个小示例：一个Winfrom程序，界面上有一个按钮，有两个异步方法，点击按钮调用两个异步方法，弹出执行顺序，代码如下：

using System; using System.Threading; using System.Threading.Tasks; using System.Windows.Forms; namespace TPLDemoSln{public partial class Form1 : Form{public Form1(){InitializeComponent(); }/// /// 按钮点击事件/// /// /// 【C#多线程TPL模式高级用法探秘】private async void btnStart_Click(object sender, EventArgs e){string i1 = await F1Async(); MessageBox.Show("i1=" + i1); string i2 = await F2Async(); MessageBox.Show("i2=" + i2); }/// /// 异步方法F1/// /// private Task F1Async(){MessageBox.Show("F1 Start"); return Task.Run(() => {// 休眠1秒Thread.Sleep(1000); MessageBox.Show("F1 Run"); return "F1"; }); }/// /// 异步方法F2/// /// private Task F2Async(){MessageBox.Show("F2 Start"); return Task.Run(() =>{// 休眠2秒Thread.Sleep(2000); MessageBox.Show("F2 Run"); return "F2"; }); }}}

在上面的代码中，Task.Run()是用来把一个代码段包装为Task的方法，Run中委托的代码体就是异步任务执行的逻辑，最后return返回值。
运行程序，可以得到如下的输出顺序：
F1 Start->F1 Run->i1=F1->F2 Start->F2 Run->i2=F2。
我们对按钮事件进行修改，修改为下面的代码，在看看执行顺序：

/// /// 按钮点击事件/// /// /// private async void btnStart_Click(object sender, EventArgs e){//string i1 = await F1Async(); //MessageBox.Show("i1=" + i1); //string i2 = await F2Async(); //MessageBox.Show("i2=" + i2); Task task1 = F1Async(); Task task2 = F2Async(); string i1 = await task1; MessageBox.Show("i1=" + i1); string i2 = await task2; MessageBox.Show("i2=" + i2); }

再次运行程序，查看输出顺序：
F1 Start->F2 Start->F1 Run->i1=F1->F2 Run->i2=F2。
可以看出两次的执行顺序不一致。这是什么原因呢？
这是因为并不是到了await才开始执行Task异步任务，执行到Task task1=F1Async()这句代码的时候，F1Async异步任务就开始执行了。同理，执行到下一句代码就开始执行F2Async异步任务了。await是为了保证执行到这里的时候异步任务一定执行完。执行到await的时候，如果异步任务还没有执行，那么就等待异步任务执行完。如果异步任务已经执行完了，那么就直接获取异步任务的返回值。
我们上面解释的原因是否正确呢？我们可以做下面的一个实验，来验证上面说的原因，我们把按钮事件里面的await注释掉，看看异步方法还会不会执行，代码如下：

/// /// 按钮点击事件/// /// /// private async void btnStart_Click(object sender, EventArgs e){//string i1 = await F1Async(); //MessageBox.Show("i1=" + i1); //string i2 = await F2Async(); //MessageBox.Show("i2=" + i2); Task task1 = F1Async(); Task task2 = F2Async(); // 并不是到了await才开始执行Task异步任务，这里是保证异步任务一定执行完// 代码执行到这里的时候，如果没有执行完就等待执行完，如果已经执行完，就直接获取返回值// 这里注释掉await代码段，查看异步方法是否会执行//string i1 = await task1; //MessageBox.Show("i1=" + i1); //string i2 = await task2; //MessageBox.Show("i2=" + i2); }

运行程序，发现异步方法还是会执行，这就说明我们上面解释的原因是正确的。感兴趣的可以使用Reflector反编译查看内部实现的原理，主要是MoveNext()方法内部。
我们可以得到下面的结论：

只要方法是Task类型的返回值，都可以用await来等待调用获取返回值。
如果一个返回Task类型的方法被标记了async，那么只要方法内部直接return T这个类型的实例就可以了。
一个返回Task类型的方法如果没有被标记为async，那么需要方法内部直接return一个Task的实例。

上面说的第二点看下面的代码

/// /// 方法标记为async 直接返回一个int类型的数值即可/// /// private async Task F3Async(){return 2; }

上面的第三点可以看下面的代码：

/// /// 方法没有被标记为async，直接返回一个Task/// /// private Task F4Async(){return Task.Run(() => {return 2; }); }

二、TPL高级我们做一些总结：
1、如果方法内部有await，则方法必须标记为async。await和async是成对出现的，只有await没有async程序会报错。只有async没有await，程序会按照同步方法执行。
2、ASP.NET MVC中的Action方法和WinForm中的事件处理方法都可以标记为async，控制台的Main()方法不能被标记为async。对于不能标记为async的方法怎么办呢？我们可以使用Result属性来获取值，看下面代码：

using System; using System.Net.Http; using System.Threading.Tasks; namespace AsyncDemo{class Program{static void Main(string[] args){// 实例化对象HttpClient client = new HttpClient(); // 调用异步的Get方法Task taskMsg = client.GetAsync("http://www.baidu.com"); // 通过Result属性获取返回值HttpResponseMessage msg = taskMsg.Result; Task taskRead = msg.Content.ReadAsStringAsync(); string html = taskRead.Result; Console.WriteLine(html); Console.ReadKey(); }}}

不建议使用这种方式，这样体现不出异步带来的好处，而且使用Result属性，有可能会带来上下文切换造成的死锁。

下面我们来看看创建Task的方法。
1、如果返回值就是一个立即可以随手得到的值，那么就用Task.FromResult()。看下面代码：

static Task TestAsync(){//return Task.Run(() => //{//return 5; //}); // 简便写法return Task.FromResult(3); }

2、如果是一个需要休息一会的任务（比如下载失败则过5秒钟后重试。主线程不休息，和Thread.Sleep不一样），那么就用Task.Delay()。
3、Task.Factory.FromAsync()会把IAsyncResult转换为Task，这样APM风格的API也可以用await来调用。
4、编写异步方法的简化写法。如果方法声明为async，那么可以直接return具体的值，不用在创建Task，由编译器创建Task，看下面的代码：