async and await 简单的入门

如果有几个Uri，需要获取这些Uri的所有内容的长度之和，你会如何做？

 

很简单，使用WebClient一个一个的获取uri的内容长度，进行累加。

也就是说如果有5个Uri，请求的时间分别是:1s 2s 3s 4s 5s.

那么需要的时间是:1+2+3+4+5=(6*5)/2=15.

如果采用并行计算的话，结果可能是这样：

总时间长度是5s.

 

为了演示效果，需要下面3个页面：

其中SlowPage 的Page_load代码如下:

protected void Page_Load(object sender, EventArgs e)
{
    Thread.Sleep(5000);
}

VerySlowPage的Page_load事件则 Thread.Sleep(10000);

新建控制台程序CAStudy：

首先新建类AsyncDemo:

同步的获取Uris的内容长度代码如下：

public class AsyncDemo
    {
        public int SumPageSizes(IList<Uri> uris)
        {
            int total = 0;
            foreach (var uri in uris)
            {
                Console.WriteLine("Thread {0}:Found {1} bytes...{2}", 
                    Thread.CurrentThread.ManagedThreadId, total,DateTime.Now);
                var data = new WebClient().DownloadData(uri);
                total += data.Length;
            }
            Console.WriteLine("{0}:Found {1} bytes total {2}",
                Thread.CurrentThread.ManagedThreadId, total, DateTime.Now);
            return total;
        }
    }

在这里SumPageSizes 方法，通过foreach循环一个一个的下载数据。

Main函数如下：

public static void Main()
{
    List<Uri> uris = new List<Uri>();
    
    uris.Add(new Uri("http://localhost:57815/AsyncTestPages/QuickPage.aspx"));
    uris.Add(new Uri("http://localhost:57815/AsyncTestPages/SlowPage.aspx"));
    uris.Add(new Uri("http://localhost:57815/AsyncTestPages/VerySlowPage.aspx"));
    uris.Add(new Uri("http://localhost:57815/AsyncTestPages/QuickPage.aspx"));
    uris.Add(new Uri("http://localhost:57815/AsyncTestPages/SlowPage.aspx"));
    uris.Add(new Uri("http://localhost:57815/AsyncTestPages/VerySlowPage.aspx"));
    AsyncDemo asyncDemo = new AsyncDemo();
    int totalSize = asyncDemo.SumPageSizes(uris);
}

Main 函数主要是构造Uri，然后调用AsyncDemo的SumPageSizes方法来获取所有Uri的内容的总长度。

结果如下：

可以看到时间分别是0s,5s,10s,0s ,5s,10s.所以总长度是(0+5+10)*2=30.

可以看到速度很慢，如果有一个网页卡住的话，后面很恐怖的哦

下面演示使用async，await的方式：

第一步：将 VS2010 升级到 VS2010 sp1.

第二步：下载Async CTP，进行安装

第三步：为应用程序添加AsyncCTPLibrary引用，如下：

OK，将上面的SumPageSizes 方法修改如下：

public async Task<int> SumPageSizesAsync2(IList<Uri> uris)
{
    var tasks = uris.Select(uri => new WebClient().DownloadDataTaskAsync(uri));
    var data = await TaskEx.WhenAll(tasks);
    return await TaskEx.Run(() => 
    {
        return data.Sum(s => s.Length);
    });
}

在AsyncCTPLibrary.dll中，微软为一些类提供了扩展，如下：

WebClient的扩展如下：

可以看到基本上为每个Download 都增加了一个XXXTaskAsync 的扩展方法。

返回的全部都是Task，

为什么全部都是Task?，因为await 只能wait Task，并且await 只能用在async 标记的方法中，

async 关键字表明这是个异步方法。

第一句：

public async Task<int> SumPageSizesAsync(IList<Uri> uris)

因为我们申明的是一个异步方法，所以要使用async 关键字，SumPageSizesAsync方法返回的结果是int类型，所以返回Task<int>.

 

第二句：

IEnumerable<Task<Byte[]>> tasks = uris.Select(uri => new WebClient().DownloadDataTaskAsync(uri));

获取DownloadDataTaskAsync返回的所有Task。

第三句：

byte[][] data = await TaskEx.WhenAll(tasks);

首先第二句返回的是IEnumerable<Task<Byte[]>> 类型，也就是一个一个的Task<Byte[]> 的任务，使用TaskEx的WhenAll方法可以将这些任务转变成一个Task<Byte[][]> 的任务

使用await关键字意味着Task<Byte[][]> 方法需要等待，等待结束后返回Byte[][]。

第四句：

return await TaskEx.Run<int>(() =>

            {

                return data.Sum(s => s.Length);

            });

TaskEx.Run 返回将使用第三句返回的data，将Byte[][] 的数据进行Sum运算，返回一个Task<int> 的对象，如果不使用await 的话：

 

因为 async 关键字代表的是异步方法，并且该异步方法返回的结果是int，所以需要再次使用await 关键字：

return await TaskEx.Run<int>(() =>

            {

                return data.Sum(s => s.Length);

            });

修改Main代码如下：

public static void Main()
{
    List<Uri> uris = new List<Uri>();
    
    uris.Add(new Uri("http://localhost:57815/AsyncTestPages/QuickPage.aspx"));
    uris.Add(new Uri("http://localhost:57815/AsyncTestPages/SlowPage.aspx"));
    uris.Add(new Uri("http://localhost:57815/AsyncTestPages/VerySlowPage.aspx"));
    uris.Add(new Uri("http://localhost:57815/AsyncTestPages/QuickPage.aspx"));
    uris.Add(new Uri("http://localhost:57815/AsyncTestPages/SlowPage.aspx"));
    uris.Add(new Uri("http://localhost:57815/AsyncTestPages/VerySlowPage.aspx"));
    AsyncDemo asyncDemo = new AsyncDemo();
    Console.WriteLine(DateTime.Now);
    int totalSize = asyncDemo.SumPageSizesAsync(uris).Result;
    Console.WriteLine("TotalSize:{0}, Finished", totalSize);
    Console.WriteLine(DateTime.Now);
}

运行结果如下：

可以看到使用了16秒的时间，大致等于理论值15.

有的同学会说，很麻烦！，的确，我也感觉很麻烦，还不如ThreadPool 来的快，不过async，await主要并不是解决这类问题的，它所解决的是异步中的同步，也就是说在某些异步操作中，需要同步的去处理，比如在Silverlight中，

异步获取A –> 异步获取B –> 异步获取C..

如果使用传统的方式则需要：

WebClient webClient = new WebClient();
 webClient.DownloadDataCompleted += (s, e) =>
 { 
     // 使用A对象，做些事情。
     WebClient webClient2 = new WebClient();
     webClient2.DownloadDataCompleted += (s2, e2) =>
     {
         //使用B对象，做些事情。
     };
     webClient2.DownloadDataAsync(new Uri("B 的地址"));
 };
 webClient.DownloadDataAsync(new Uri("A 的地址"));

当然在这里演示的是最丑陋的版本，聪明的同学可以使用Enumerable 来简化异步操作。

如果使用async 和await则可以修改为：

public async Task<int> SumPageSizesAsync3(IList<Uri> uris)
{
    int total = 0;
    foreach (var uri in uris)
    { 
        WebClient webClient=new WebClient();
        var data = await webClient.DownloadDataTaskAsync(uri);
        total += data.Length;
    }
    return total;
}