在C# vNext里边使用异步语法
日期：2014-05-20 浏览次数：20889 次
在C# vNext里面使用异步语法
今天用了一个下午加上晚上体验了一回 Visual Studio 11 Developer Preview。
下面详细介绍下 C# vNext（我不知道它应该是C#5还是C#4.5）的异步语法。最关键的是2个新增加的关键字（实际上在AnsyncCTP+VS2010就有，不过和VS11的略有不同）
目前网上已经有了不少文章，不过都是围绕微软给出的一个HTTP异步访问的程序讨论，为了不重复已有的内容，我设计了另一个测试代码，以便大家更多了解异步语法。
我的测试代码如下：
代码的作用是不断随机产生一个由4个小写字母组成的字符串，直到这个字符串为“this”停止，返回尝试的次数。有一个故事说让猴子打字，只要尝试足够长的时间，他也能写出莎士比亚的著作。我的程序让计算机打字，要想输出一个有意义的单词（this），你会发现居然要这么多尝试，哈哈。这个代码没什么意义，但是可以做到2点，一个是它很占用CPU运算资源，另一个是运行时间长短无法预计，并且差异很大。这两点在使用异步算法的时候具有很好的演示作用。
开始我试图在一个控制台程序中实现异步语法，但是发现没有办法运行。无论是我的代码还是微软的Demo，都是如此，虽然可以编译，但是主程序会直接返回，而异步方法似乎没有执行。即便在主程序里面使用Task.Wait()也无济于事。这个问题直到现在仍然没有解决，估计和控制台程序的线程模型有关，如果谁知道原因，请指教下，谢谢！
之后我使用了WPF程序来测试。选择WPF的原因是它的EventHandler是支持异步的。
首先给出同步版本的调用，这个大家都很熟悉：
这个程序把那个 foo() 调用了10次，并且搜集10次运行的结果并且输出。
然后我们在一个按钮的处理事件中调用它，把结果输出到文本框。
之后就是我们的重点，异步版本的程序：
代码的区别在于，我们构造了10个Task<int>分别执行这10次任务（int是Task的返回值，它代表一个Func<int>），然后我们调用 Task.WhenAll 等待10次运行结束。
WhenAll() 返回一个 Task<int[]> 类型。而使用 await 以后，它会自动将 Task<int[]> 执行，等待全部结束，填入 int[] 作为结果。而在执行任务的时候，主线程是不会被阻塞的。
注意，只有当一个方法被修饰为 async 的时候，才能使用 await 关键字。所以我们的方法为：
我们还需要在事件处理函数中使用异步调用：
异步语法其实是一个语法糖，它的作用是将 await 之后的代码从方法代码中转移到一个委托，并且在异步调用执行完成后执行，同时恢复现场，似乎好像它是同步的一样。
这一点，异步执行非常类似C# 2的yield return——迭代器也是编译器完成的魔术，每次迭代，当前状态都会被保存，在迭代继续执行的时候被恢复。因为是编译器魔术，这也解释了VS2010安装了AsyncCTP之后也可以使用类似的语法。事实上从IL的角度看，是看不到async的存在的。
这是完整的代码：
MainWindow.xaml
今天用了一个下午加上晚上体验了一回 Visual Studio 11 Developer Preview。
下面详细介绍下 C# vNext（我不知道它应该是C#5还是C#4.5）的异步语法。最关键的是2个新增加的关键字（实际上在AnsyncCTP+VS2010就有，不过和VS11的略有不同）
目前网上已经有了不少文章，不过都是围绕微软给出的一个HTTP异步访问的程序讨论，为了不重复已有的内容，我设计了另一个测试代码，以便大家更多了解异步语法。
我的测试代码如下：
- C# code
private int foo(int seed)
{
Random r = new Random(seed);
string s = "";
int i = 0;
while (s != "this")
{
char c1 = (char)r.Next(67, 122);
char c2 = (char)r.Next(67, 122);
char c3 = (char)r.Next(67, 122);
char c4 = (char)r.Next(67, 122);
s = new string(new char[] { c1, c2, c3, c4 });
i++;
}
return i;
}
代码的作用是不断随机产生一个由4个小写字母组成的字符串，直到这个字符串为“this”停止，返回尝试的次数。有一个故事说让猴子打字，只要尝试足够长的时间，他也能写出莎士比亚的著作。我的程序让计算机打字，要想输出一个有意义的单词（this），你会发现居然要这么多尝试，哈哈。这个代码没什么意义，但是可以做到2点，一个是它很占用CPU运算资源，另一个是运行时间长短无法预计，并且差异很大。这两点在使用异步算法的时候具有很好的演示作用。
开始我试图在一个控制台程序中实现异步语法，但是发现没有办法运行。无论是我的代码还是微软的Demo，都是如此，虽然可以编译，但是主程序会直接返回，而异步方法似乎没有执行。即便在主程序里面使用Task.Wait()也无济于事。这个问题直到现在仍然没有解决，估计和控制台程序的线程模型有关，如果谁知道原因，请指教下，谢谢！
之后我使用了WPF程序来测试。选择WPF的原因是它的EventHandler是支持异步的。
首先给出同步版本的调用，这个大家都很熟悉：
- C# code
int[] results =
Enumerable.Range(0, 10)
.Select(x => foo(unchecked((int)(DateTime.Now.Ticks >> x)))).ToArray();
return "Result is: " + string.Join(", ", results) + ".";
这个程序把那个 foo() 调用了10次，并且搜集10次运行的结果并且输出。
然后我们在一个按钮的处理事件中调用它，把结果输出到文本框。
之后就是我们的重点，异步版本的程序：
- C# code
int[] results =
await Task.WhenAll(Enumerable.Range(0, 10)
.Select(x => Task.Factory.StartNew(() => foo(unchecked((int)(DateTime.Now.Ticks >> x))))));
return "Result is: " + string.Join(", ", results) + ".";
代码的区别在于，我们构造了10个Task<int>分别执行这10次任务（int是Task的返回值，它代表一个Func<int>），然后我们调用 Task.WhenAll 等待10次运行结束。
WhenAll() 返回一个 Task<int[]> 类型。而使用 await 以后，它会自动将 Task<int[]> 执行，等待全部结束，填入 int[] 作为结果。而在执行任务的时候，主线程是不会被阻塞的。
注意，只有当一个方法被修饰为 async 的时候，才能使用 await 关键字。所以我们的方法为：
- C# code
private async Task<string> bar1()
{
int[] results =
await Task.WhenAll(Enumerable.Range(0, 10)
.Select(x => Task.Factory.StartNew(() => foo(unchecked((int)(DateTime.Now.Ticks >> x))))));
return "Result is: " + string.Join(", ", results) + ".";
}
我们还需要在事件处理函数中使用异步调用：
- C# code
private async void Button1_Click(object sender, RoutedEventArgs e)
{
this.textBox1.Text = await bar1();
}
异步语法其实是一个语法糖，它的作用是将 await 之后的代码从方法代码中转移到一个委托，并且在异步调用执行完成后执行，同时恢复现场，似乎好像它是同步的一样。
这一点，异步执行非常类似C# 2的yield return——迭代器也是编译器完成的魔术，每次迭代，当前状态都会被保存，在迭代继续执行的时候被恢复。因为是编译器魔术，这也解释了VS2010安装了AsyncCTP之后也可以使用类似的语法。事实上从IL的角度看，是看不到async的存在的。
这是完整的代码：
MainWindow.xaml
- XML code
<Window
xmlns="http://schemas.microsoft.com/winfx/2006/xaml/presentation"
xmlns:x="http://schemas.microsoft.com/winfx/2006/xaml"
xmlns:d="http://schemas.microsoft.com/expression/blend/2008" xmlns:mc="http://schemas.openxmlformats.org/markup-compatibility/2006" mc:Ignorable="d" x:Class="WpfApplication1.MainWindow"
Title="MainWindow" Height="350" Width="525">
<Grid>
<Button Content="async" HorizontalAlignment="Left" VerticalAlignment="Top" Width="75" Click="Button1_Click"/>
<TextBox x:Name="textBox1" HorizontalAlignment="Left" TextWrapping="Wrap" Text="" VerticalAlignment="Top" Margin="0,26,0,0" Width="509" Height="42"/>
<Button Content="sync" HorizontalAlignment="Left" VerticalAlignment="Top" Width="75" Margin="0,67,0,0" Click="Button2_Click"/>
<TextBox x:Name="textBox2" HorizontalAlignment="Left" TextWrapping="Wrap" Text="" VerticalAlignment="Top" Margin="0,93,0,0" Width="509" Height="42"/>
</Grid>
</Window>
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