阅读《LEARNING HARD C#学习笔记》知识点总结与摘要五

本篇文章主要是总结异步编程的知识点，也是本系列的最后一篇文章，每一个知识点我都有写出示例代码，方便大家理解，若发现有误或不足之处还请指出，由于书中作者对此知识点讲解过于简单，所以在写这篇文章时本人参考与学习了网上许多大牛们的经验，在此感谢那些愿意分享的人们，谢谢！

二十三.异步编程

APM（异步编程模型）：若类实现了返回类型为IAsyncResult接口的BeginXXX方法和EndXXX方法，则表明该类支持异步编程模型。如：委托类型定义了BeginInvoke与EndInvoke方法，所以所有的委托类型都实现了异步编程模型；

调用方法代码如下（以读取文件内容为例）：

第一种方法（先调用BeginRead方法,再调用EndRead方法）：

FileStream fs = new FileStream("文件路径", FileMode.Open);            byte[] data = new byte[fs.Length];            IAsyncResult result = fs.BeginRead(data, 0, data.Length,null, null);            fs.EndRead(result);            fs.Close();            fs.Dispose();            System.Text.UTF8Encoding UTF8 = new System.Text.UTF8Encoding();            string readContent = UTF8.GetString(data);            Console.WriteLine(readContent);            Console.Read();

注意：调用EndRead方法时，会阻塞当前调用的线程，直到处理完成，若在UI线程中调用，将会出现UI假死现象；

第二种方法（先调用BeginRead方法，再通过IAsyncResult. AsyncWaitHandle得到WaitHandle对象，然后执行WaitHandle. WaitOne方法来等待异步执行完成，最后执行EndRead方法）：

FileStream fs = new FileStream("文件路径", FileMode.Open);            byte[] data = new byte[fs.Length];            IAsyncResult result = fs.BeginRead(data, 0, data.Length, null, null);            WaitHandle readWait=result.AsyncWaitHandle;            readWait.WaitOne();fs.EndRead(result);            System.Text.UTF8Encoding UTF8 = new System.Text.UTF8Encoding();            string readContent = UTF8.GetString(data);            Console.WriteLine(readContent);            Console.Read();

注意：调用WaitOne方法时，会阻塞当前调用的线程，直到处理完成，若在UI线程中调用，将会出现UI假死现象；

第三种方法（先调用BeginRead方法，再循环判断IAsyncResult. IsCompleted，最后执行EndRead方法）：

FileStream fs = new FileStream("文件路径", FileMode.Open);            byte[] data = new byte[fs.Length];            IAsyncResult result = fs.BeginRead(data, 0, data.Length, null, null);            while(!result.IsCompleted)            {                Thread.Sleep(1000);            }            fs.EndRead(result);            System.Text.UTF8Encoding UTF8 = new System.Text.UTF8Encoding();            string readContent = UTF8.GetString(data);            Console.WriteLine(readContent);            Console.Read();

注意：循环判断IsComplete方法时，会阻塞当前调用的线程，直到处理完成[即：IsCompleted=true]，若在UI线程中循环判断，将会出现UI假死现象；

第四种方法（先定义回调方法，然后再调用BeginRead方法，调用时传入异步回调方法委托实例及相关数据）：

FileStream fs = new FileStream("文件路径", FileMode.Open);            byte[] data = new byte[fs.Length];            IAsyncResult result = fs.BeginRead(data, 0, data.Length, new AsyncCallback(ReadCallback), data);            Console.Read();//回调方法static void ReadCallback(IAsyncResult ar)        {            WaitHandle readWait = ar.AsyncWaitHandle;            byte[] data =( byte[])ar.AsyncState;            System.Text.UTF8Encoding UTF8 = new System.Text.UTF8Encoding();            string readContent = UTF8.GetString(data);            Console.WriteLine(readContent);        }

说明：第四种由于采用异步委托方法获取得结果，所以不会阻塞调用线程，也就不会出现UI假死现象，当然前面三种方法也可以将耗时逻辑（等待及获取结果）放在方法中，然后在执行时开启新线程，这样可以达到与第四种相同的方法，但个人建议若在UI主线程中实现异步调用，优先考虑采用第四种方法；

EAP（基于事件的异步模式）：实现了EAP的类具有一个或多个以Async为后缀的方法，以及对应的Completed事件，并支持异步方法的取消与进度报告。

EAP通过事件、AsyncOperationManager类和AsyncOperation类两个帮助器类实现如下功能：

1) 异步执行耗时的任务。

2) 获得进度报告和增量结果。

3) 支持耗时任务的取消。

4) 获得任务的结果值或异常信息。

5) 更复杂：支持同时执行多个异步操作、进度报告、增量结果、取消操作、返回结果值或异常信息。

对于相对简单的多线程应用程序，BackgroundWorker组件提供了一个简单的解决方案。对于更复杂的异步应用程序，可以考虑实现一个符合基于事件的异步模式的类。

可参见这篇博文：http://www.VEVb.com/heyuquan/archive/2013/04/01/2993085.html

以下是BackgroundWorker组件在控制台程序中的使用方法：

using System;using System.Collections.Generic;using System.ComponentModel;using System.Linq;using System.Text;using System.Threading.Tasks;namespace Consoleapplication1{    class PRogram    {        static int Main(string[] args)        {            Console.Write("Main Thread ID:{0}/n", System.Threading.Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);            int workTimes = 100;            BackgroundWorker bgWorker = new BackgroundWorker();            bgWorker.WorkerSupportsCancellation = true;//设置支持异步取消            bgWorker.WorkerReportsProgress = true;//设置支持报告进度            bgWorker.DoWork += bgWorker_DoWork;            bgWorker.ProgressChanged += bgWorker_ProgressChanged;            bgWorker.RunWorkerCompleted += bgWorker_RunWorkerCompleted;            bgWorker.RunWorkerAsync(workTimes);//启动异步执行            string input = Console.ReadLine();            if (input == "c" && bgWorker.IsBusy)            {                bgWorker.CancelAsync();            }            Console.Read();            return 0;        }        static void bgWorker_DoWork(object sender, DoWorkEventArgs e)        {            //在新线程中处理该方法            BackgroundWorker bgWorker = sender as BackgroundWorker;            int workTimes = Convert.ToInt32(e.Argument);            for(int i = 0; i <= workTimes;i++ )            {                if (bgWorker.CancellationPending) //如果取消了                {                   e.Cancel = true;                   Console.Write("ThreadID:{0}-->Cancel!/n", System.Threading.Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);                    break;                }                else                {                    Console.Write("Thread ID:{0}-->WorkTimes:{1}/n", System.Threading.Thread.CurrentThread.ManagedThreadId, i);                    bgWorker.ReportProgress(i);//投告进度，引发ProgressChanged事件                    System.Threading.Thread.Sleep(1000);                }            }        }        static void bgWorker_ProgressChanged(object sender, ProgressChangedEventArgs e)        {            //当进度改变时在新线程中调用该方法，可直接操作控件            Console.Write("Thread ID:{0}-->Progress:{1}/n", System.Threading.Thread.CurrentThread.ManagedThreadId, e.ProgressPercentage);        }        static void bgWorker_RunWorkerCompleted(object sender, RunWorkerCompletedEventArgs e)        {            //当DoWork方法处理完成后（不论是否为取消）在新线程中调用此方法            Console.Write("Thread ID:{0}-->Completed!", System.Threading.Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);        }    }}

TAP（基于任务的异步模式）：一般使用Task类来实现基于任务的异步模式编程，实现步骤如下：

1. 通过调用Task类指定的构造函数来实例化Task对象，如：Task task = new Task(Action委托实例，CancellationToken实例)；注意：Task类有许多重载的构造函数，可依据实际情况进行调用
2. 调用Task实例对象的Start方法启动异步执行构造函数参数中Action委托实例所引用的方法，如：task.Start()

可参见这篇博文：http://www.VEVb.com/heyuquan/archive/2013/04/18/Task-based-Asynchronous-Pattern.html

具体的使用代码示例如下（为了让新手也能看懂，所以此处我采用标准的委托实例方法来写，大家可以使用Lambda表达式来写，那样代码量就会精简一些）：

using System;using System.Threading;using System.Threading.Tasks;using System.Windows.Forms;namespace WindowsFormsApplication1{    public partial class Form4 : Form    {        CancellationTokenSource cts = new CancellationTokenSource(); //用于发出与接收任务取消信息        public Form4()        {            InitializeComponent();        }        private void Form4_Load(object sender, EventArgs e)        {            TestTAP();        }        private void TestTAP()        {            WriteMsg(string.Format( "Main Thread ID：{0}", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId));            SynchronizationContext syncContext = SynchronizationContext.Current; //获取当前同步上下文，用于在异步中可操作UI上的控件等            Task task = new Task(new Action<object>(TAPAsyncMethod), syncContext);            task.Start();        }        private void TAPAsyncMethod(o