【.NET Core】深入理解异步编程模型(APM)
文章目录
- [【.NET Core】深入理解异步编程模型(APM)](#【.NET Core】深入理解异步编程模型(APM))
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- 一、APM概述
- 二、IAsyncResult接口
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- [2.1 BeginInvoke](#2.1 BeginInvoke)
- [2.2 EndInvoke](#2.2 EndInvoke)
- [2.3 IAsyncResult属性](#2.3 IAsyncResult属性)
- [2.4 IAsyncResult异步演示](#2.4 IAsyncResult异步演示)
- 三、通过结束异步操作来阻止应用程序执行
- 四、使用AsyncWaitHandle阻止应用程序的执行
- 五、轮询异步操作的状态
- 六、总结
一、APM概述
APM
英文是Asynchronous Programming Model 是net 1.0时期就提出的一种异步模式,并基于IAsyncResult接口实现Beginxxx和Endxxx的两个方法来实现的,Beginxxx
方法是开始异步操作,Endxxx
方法是结束异步操作。
在调用Beginxxx
后,应用程序可以继续在调用线程上执行指令,同时异步操作在另一个线程上执行。每次调用Beginxxx
时,应用程序还应调用Endxxx
来获取操作的结果。
c#
public class Budget
{
public delegate string FindBudgetDelegate();
public string FindBudget()
{
Thread.Sleep(20000);
return $"2024年财年预算-预算科目编制.";
}
}
IAsyncResult实现APM
c#
static void Main(string[] args)
{
Budget budget =new Budget();
Budget.FindBudgetDelegate findBudgetDelegate =budget.FindBudget;
IAsyncResult asyncResult = findBudgetDelegate.BeginInvoke(null,null);
string response = findBudgetDelegate.EndInvoke(asyncResult);
Console.WriteLine(response);
}
二、IAsyncResult接口
接口IAsyncResult
由包含可异步操作的方法的类实现。它是启动操作的方法的返回类型。IAsyncResult当异步操作完成时,对象会传递给委托调用AsyncCallback
的方法。使用.NET可以以异步方法调用任何方法。首先,需要定义一个委托,该委托具有与调用的方法相同的签名。公共语言运行时将自动用适当的签名为此委托定义BeginInvoke
和EndInvoke
方法。
2.1 BeginInvoke
BeginInvoke
方法启动异步调用。该方法具有与你要异步的方法相同的参数,另加两个可选参数。第一个参数是一个AsyncCallBack
委托。此委托引用在异步调用完成时要调用的方法。第二个参数是一个用户定义的对象,该对象将信息传递到回调方法。BeginInvoke
将立即返回,而不会等待异步调用完成。BeginInvoke
返回可用于监视异步调用的进度的IAsyncResult
。
2.2 EndInvoke
EndInvoke
方法用于检索异步调用的结果。它可以在调用BeginInvoke
之后的任意时间调用。如果异步调用尚未结束,那么EndInvoke
将阻止调用线程,直到完成异步调用。EndInvoke
的参数包括要异步执行的方法的out
和ref
参数。
2.3 IAsyncResult属性
序号 | 属性 | 说明 |
---|---|---|
1 | AsyncState | 获取一个用户定义的对象,该对象限定或包含有关异步操作的信息 |
2 | AsyncWaitHandle | 获取用于等待异步操作完成的WaitHandle |
3 | CompletedSynchronously | 获取一个值,该值指示异步操作是否同步完成 |
4 | IsCompleted | 获取一个值,该值指示异步操作是否完成 |
2.4 IAsyncResult异步演示
c#
static void Main(string[] args)
{
Budget budget =new Budget();
Budget.FindBudgetDelegate findBudgetDelegate =budget.FindBudget;
IAsyncResult asyncResult = findBudgetDelegate.BeginInvoke(new AsyncCallback(FindOneAsyncCallBack),null);
Console.WriteLine("BeginInvoke异步开始");
Console.WriteLine($"当前主线程{Thread.CurrentThread.Name}");
Console.WriteLine($"Main->{asyncResult.AsyncState}");
Console.WriteLine("WaitOne");
Console.ReadKey();
}
static void FindOneAsyncCallBack(IAsyncResult asyncResult)
{
Budget.FindBudgetDelegate budgetDelegate = ((AsyncResult)asyncResult).AsyncDelegate as Budget.FindBudgetDelegate;
Console.WriteLine(budgetDelegate.EndInvoke(asyncResult));
Console.WriteLine($"FindOneAsyncCallBack->{asyncResult.AsyncState}");
}
三、通过结束异步操作来阻止应用程序执行
如果应用无法在等待异步操作结果期间继续执行其他工作,必须阻止应用一直到操作完成。可以使用下列方法之一,在应用等待异步操作完成期间阻止应用的主程序:
- 调用异步操作的
EndOperationName
方法。 - 使用异步操作的
BeginOperationName
方法返回的IAsyncResult
的AsyncWaitHandle
属性。
在异步操作完成前使用EndOperationName
方法阻止的应用程序,通常会调用BeginOperationName
方法,执行任何不需要等待操作结果也可以执行的工作,然后调用EndOperationName
。
c#
static void Main(string[] args)
{
Budget budget =new Budget();
Budget.FindBudgetDelegate findBudgetDelegate =budget.FindBudget;
IAsyncResult asyncResult = findBudgetDelegate.BeginInvoke(null,null);
string response = findBudgetDelegate.EndInvoke(asyncResult);
Console.WriteLine(response);
}
四、使用AsyncWaitHandle阻止应用程序的执行
在异步操作完成前使用一个或多个WaitHandle
对象阻止的应用,通常会调用BeginOperationName
方法,执行任何不需要等待操作结果也可以执行的工作,并在一个或多个异常操作完成前一直处于阻止状态。可以使用AsyncWaitHandle
调用WaitOne
方法之一,对单一操作阻止应用。若要在等待一组异步操作完成期间阻止应用,请将关联的AsyncWaitHandle
对象存储到数组中,并调用WaitAll
方法之一。若要在等待一组异步操作中任一操作完成期间阻止应用。请将关联的AsyncWaitHandle
对象存储到数组中,并调用WaitAny
方法之一。
c#
static void Main(string[] args)
{
Budget budget =new Budget();
Budget.FindBudgetDelegate findBudgetDelegate =budget.FindBudget;
IAsyncResult asyncResult = findBudgetDelegate.BeginInvoke(null,null);
// Wait until the operation completes
asyncResult.AsyncWaitHandle.WaitOne();
string response = findBudgetDelegate.EndInvoke(asyncResult);
Console.WriteLine(response);
}
五、轮询异步操作的状态
如果应用可以在等待异步操作结果期间继续执行其他工作,不得阻止应用一直到操作完成。请使用下列方法之一,在应用等待异步操作完成期间继续执行指令:
- 使用返回
IAsyncResult
的IsCompleted
属性,确定操作是否已完成。这种方法称为"轮询"。 - 使用
AsyncCallBack
委托,在单独的线程中处理异步操作结果。
六、总结
使用委托可通过异步方式调用同步方法。 如果同步调用委托,Invoke
方法将在当前线程上直接调用目标方法。 如果调用 BeginInvoke
方法,公共语言运行时 (CLR) 将对请求进行排队并立即返回给调用方。 目标方法将在线程池中的某个线程上异步调用。 提交请求的原始线程可以不受限制地继续与目标方法并行执行。 如果已在对 BeginInvoke
方法的调用中指定回叫方法,则目标方法结束时,将调用回叫方法。 在回叫方法中,EndInvoke
方法将获取返回值和所有输入/输出或仅输出参数。 如果调用 BeginInvoke
时未指定回叫方法,则可能从调用 BeginInvoke
的线程上调用 EndInvoke
。