C#如何使用異步編程
怎么使用異步,就是用委托進(jìn)行處理,如果委托對(duì)象在調(diào)用列表中只有一個(gè)方法,它就可以異步執(zhí)行這個(gè)方法。委托類(lèi)有兩個(gè)方法,叫做BeginInvoke和EndInvoke,它們是用來(lái)異步執(zhí)行使用。
異步有三種模式
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等待模式,在發(fā)起了異步方法以及做了一些其它處理之后,原始線程就中斷,并且等待異步方法完成之后再繼續(xù)。
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輪詢模式,原始線程定期檢查發(fā)起的線程是否完成,如果沒(méi)有則可以繼續(xù)做一些其它的事情。
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回調(diào)模式,原始線程一直在執(zhí)行,無(wú)需等待或檢查發(fā)起的線程是否完成。在發(fā)起的線程中的引用方法完成之后,發(fā)起的線程就會(huì)調(diào)用回調(diào)方法,由回調(diào)方法在調(diào)用EndInvoke之前處理異步方法的結(jié)構(gòu)。
在學(xué)習(xí)異步編程之前,先看看BeginInvoke和EndInvoke方法。
BeginInvoke方法
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在調(diào)用BeginInvoke時(shí),參數(shù)列表中的實(shí)參組成如下:
1) 引用方法需要的參數(shù)。
2) 兩個(gè)額外的參數(shù)——callback參數(shù)和state參數(shù)。
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BeginInvoke從線程池中獲取一個(gè)線程并且在新的線程開(kāi)始時(shí)運(yùn)行引用方法。
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BeginInvoke返回給調(diào)用線程一個(gè)實(shí)現(xiàn)IasyncResult接口的對(duì)象。這個(gè)接口引用包含了異步方法的當(dāng)前狀態(tài),原始線程然后可以繼續(xù)執(zhí)行。
EndInvoke方法
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它接受一個(gè)由BeginInvoke方法返回的IasyncResult對(duì)象的引用,并找到它關(guān)聯(lián)的線程。
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如果線程池的線程已經(jīng)退出,EndInvoke做如下的事情。
1) 它清理退出線程的狀態(tài)并且釋放它的資源。
2) 它找到引用方法返回的值并且把它的值作為返回值。
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如果當(dāng)EndInvoke被調(diào)用時(shí)線程池的線程仍然在運(yùn)行,調(diào)用線程就會(huì)停止并等待,直到清理完畢并返回值。因?yàn)镋ndInvoke是為開(kāi)啟的線程進(jìn)行清理,所以必須確保對(duì)每一個(gè)BeginInvoke都調(diào)用EndInvoke。
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如果異步方法觸發(fā)了異常,在調(diào)用EndInvoke時(shí)會(huì)拋出異常。
等待模式
在這種模式里,原始線程發(fā)起一個(gè)異步方法的調(diào)用,做一些其它處理,然后停止并等待,直到開(kāi)啟的線程結(jié)束。如下圖
這段代碼產(chǎn)生了如下輸出。
既然我們已經(jīng)看到了BeginInvoke和EndInoke的最簡(jiǎn)單形式,可以進(jìn)一步了解IasyncResult了,它是使用這些方法的必要部分。
BeginInvoke返回一個(gè)IasyncResult接口的引用(內(nèi)部是AsyncResult類(lèi)的對(duì)象)。AsyncResult類(lèi)表現(xiàn)了異步方法的狀態(tài)。如下圖:
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當(dāng)我們調(diào)用委托對(duì)象的BeginInvoke方法時(shí),系統(tǒng)創(chuàng)建了一個(gè)AsyncResult類(lèi)的對(duì)象。然而,它不返回類(lèi)的對(duì)象的引用,而是返回對(duì)象中包含的IasyncResult接口的引用。
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AsyncResult對(duì)象包含一個(gè)叫做AsyncDelegate的屬性,它返回一個(gè)指向被調(diào)用來(lái)開(kāi)啟異步方法的委托的引用。但是這個(gè)屬性是類(lèi)對(duì)象的一部分而是接口的一部分。
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IsCompleted屬性返回一個(gè)布爾值,表示異步方法是否完成。
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AsyncState屬性返回一個(gè)對(duì)象的引用,它被作為BeginInvoke方法調(diào)用時(shí)的state參數(shù)。它返回object類(lèi)型的引用,稍后再講解。。
輪詢模式
在輪詢模式中,原始線程發(fā)起了異步方法的調(diào)用,做一些其它處理,然后使用IAsyncResult對(duì)象的IsCompleted屬性來(lái)定期檢查 開(kāi)啟的線程是否完成。如果異步方法已經(jīng)完成,原始線程就調(diào)用EndInvoke并繼續(xù)。否則,它做一些其它處理,然后過(guò)一會(huì)兒再檢查。如下圖:
這段代碼產(chǎn)生了如下輸出。
回調(diào)模式
在之前的等待模式與輪詢模式中,初始線程繼續(xù)它自己的控制流程,直到它知道開(kāi)啟的線程完成。然后,它獲取結(jié)果并繼續(xù)。
回調(diào)模式的不同之處在于,一旦初始線程發(fā)起了異步方法,它就自己管自己了,不再考慮同步。當(dāng)異步方法調(diào)用結(jié)束之后,系統(tǒng)調(diào)用一個(gè)用戶自定義的方法來(lái)處理結(jié)束,并且調(diào)用委托的EndInvoke方法。這個(gè)用戶自定義的方法叫做回調(diào)方法或回調(diào)。
BeginInvoke的參數(shù)列表中最后的兩個(gè)額外參數(shù)被回調(diào)方法用做:
1) 第一個(gè)參數(shù),callback參數(shù),是回調(diào)方法的名字。
2) 第二個(gè)參數(shù),state參數(shù),可以是null或要傳入回調(diào)方法的一個(gè)對(duì)象數(shù)據(jù)。我們可以通過(guò)使用IAsyncResult參數(shù)的AsyncState屬性來(lái)獲取這個(gè)對(duì)象。參數(shù)類(lèi)型是object
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回調(diào)方法的簽名和返回類(lèi)型必須和AsyncCallback委托類(lèi)型所描述的形式一致。它需要方法接受一個(gè)IAsyncResult作為參數(shù)并且返回類(lèi)型是void。如下所示:
- Void AsyncCallback(IAsyncResult iar)
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在回調(diào)方法內(nèi),我們的代碼應(yīng)該調(diào)用委托的EndInvoke方法來(lái)處理異步方法執(zhí)行后的輸出值。要調(diào)用委托的EndInvoke方法,我們肯定需 要委托對(duì)象的引用,而它在初始線程中,不在開(kāi)啟線程中。如果我們不使用BeginInvoke的state參數(shù)作其它的用途,可以使用它發(fā)送委托的引用給 回調(diào)方法。否則,我們可以從發(fā)送給方法作為參數(shù)的IAsyncResult對(duì)象中提取出委托的引用。
1) 給回調(diào)方法的參數(shù)只有一個(gè),就是剛結(jié)束的異步方法的IAsyncResult接口的引用,要記住,IAsyncResult接口對(duì)象在AsyncResult類(lèi)對(duì)象的內(nèi)部。
2) 盡管IAsyncResult接口沒(méi)有委托對(duì)象的引用,而包含它的AsyncResult類(lèi)對(duì)象卻有委托對(duì)象的引用。
3) 有了類(lèi)對(duì)象的引用,我們現(xiàn)在就可以調(diào)用類(lèi)對(duì)象的AsyncDelegate屬性并且把它轉(zhuǎn)化為合適的委托類(lèi)型。這樣就得到了委托引用,我們可以用它來(lái)調(diào)用EndInvoke。
如下代碼所示:
這段代碼產(chǎn)生了如下輸出。
那么以上的異步內(nèi)容已經(jīng)基本講解完畢。