C#多线程异步返回类型

C#多线程异步返回类型
异步返回类型 (C#)
- 异步方法可以具有以下返回类型：
  - Task<TResult>（对于返回值的异步方法）。
  - Task（对于执行操作但不返回任何值的异步方法）。
  - void（对于事件处理程序）。
  - 从 C# 7.0 开始，任何具有可访问的 GetAwaiter 方法的类型。 GetAwaiter 方法返回的对象必须实现 System.Runtime.CompilerServices.ICriticalNotifyCompletion 接口。
  有关异步方法的详细信息，请参阅使用 Async 和 Await 的异步编程 (C#)。
  
  在以下其中一节检查每个返回类型，且在本主题末尾可以找到使用全部三种类型的完整示例。
  
  Task<TResult> 返回类型
  
  Task<TResult> 返回类型用于某种异步方法，此异步方法包含 return (C#) 语句，其中操作数具有类型 TResult。
  
  在下面的示例中，GetLeisureHours 异步方法包含返回整数的 return 语句。因此，该方法声明必须指定 Task<int> 的返回类型。 FromResult 异步方法是返回字符串的操作的占位符。
  
  C#复制
```
using System;
using System.Linq;
using System.Threading.Tasks;

public class Example
{
   public static void Main()
   {
      Console.WriteLine(ShowTodaysInfo().Result);
   }

   private static async Task<string> ShowTodaysInfo()
   {
      string ret = $"Today is {DateTime.Today:D}\n" +
                   "Today's hours of leisure: " +
                   $"{await GetLeisureHours()}";
      return ret;
   }

   static async Task<int> GetLeisureHours()  
   {  
       // Task.FromResult is a placeholder for actual work that returns a string.  
       var today = await Task.FromResult<string>(DateTime.Now.DayOfWeek.ToString());  
     
       // The method then can process the result in some way.  
       int leisureHours;  
       if (today.First() == 'S')  
           leisureHours = 16;  
       else  
           leisureHours = 5;  
     
       return leisureHours;  
   }  
}
// The example displays output like the following:
//       Today is Wednesday, May 24, 2017
//       Today's hours of leisure: 5
// </Snippet >
```
  在 ShowTodaysInfo 方法中从 await 表达式内调用 GetLeisureHours 时，await 表达式检索存储在由 GetLeisureHours 方法返回的任务中的整数值（leisureHours 的值）。有关 await 表达式的详细信息，请参阅 await。
  
  通过从应用程序 await 中分离对 GetLeisureHours 的调用，你可以更好地了解此操作，如下面的代码所示。对非立即等待的方法 GetLeisureHours 的调用返回 Task<int>，正如你从方法声明预料的一样。该任务指派给示例中的 integerTask 变量。因为 integerTask 是 Task<TResult>，所以它包含类型 TResult 的 Result 属性。在这种情况下，TResult 表示整数类型。 await 应用于 integerTask，await 表达式的计算结果为 integerTask 的 Result 属性内容。此值分配给 ret 变量。
  
  重要
  
  Result 属性为阻止属性。如果你在其任务完成之前尝试访问它，当前处于活动状态的线程将被阻止，直到任务完成且值为可用。在大多数情况下，应通过使用 await 访问此值，而不是直接访问属性。
  上一示例通过检索 Result 属性的值来阻止主线程，从而使 ShowTodaysInfo 方法可在应用程序结束之前完成执行。
  
  C#复制
```
var integerTask = GetLeisureHours();

// You can do other work that does not rely on integerTask before awaiting.

string ret = $"Today is {DateTime.Today:D}\n" +
             "Today's hours of leisure: " +
             $"{await integerTask}";
```
  任务返回类型
  
  不包含 return 语句的异步方法或包含不返回操作数的 return 语句的异步方法通常具有返回类型 Task。如果此类方法同步运行，它们将返回 void。如果在异步方法中使用 Task 返回类型，调用方法可以使用 await 运算符暂停调用方的完成，直至被调用的异步方法结束。
  
  如下示例中，WaitAndApologize 异步方法不包含 return 语句，因此此方法返回 Task 对象。通过这样可等待 WaitAndApologize。请注意，Task 类型不包含 Result 属性，因为它不具有任何返回值。
  
  C#复制
```
using System;
using System.Threading.Tasks;

public class Example
{
   public static void Main()
   {
      DisplayCurrentInfo().Wait();
   }

   static async Task DisplayCurrentInfo()
   {
      await WaitAndApologize();
      Console.WriteLine($"Today is {DateTime.Now:D}");
      Console.WriteLine($"The current time is {DateTime.Now.TimeOfDay:t}");
      Console.WriteLine("The current temperature is 76 degrees.");
   }

   static async Task WaitAndApologize()
   {
      // Task.Delay is a placeholder for actual work.  
      await Task.Delay(2000);  
      // Task.Delay delays the following line by two seconds.  
      Console.WriteLine("\nSorry for the delay. . . .\n");  
   }
}
// The example displays the following output:
//       Sorry for the delay. . . .
//       
//       Today is Wednesday, May 24, 2017
//       The current time is 15:25:16.2935649
//       The current temperature is 76 degrees.
```
  通过使用 await 语句而不是 await 表达式等待 WaitAndApologize，类似于返回 void 的同步方法的调用语句。 Await 运算符的应用程序在这种情况下不生成值。
  
  如同上一个 Task<TResult> 示例，可以从 await 运算符的应用程序中分离对 WaitAndApologize 的调用，如以下代码所示。但是，请记住，Task 没有 Result 属性，并且当 await 运算符应用于 Task 时不产生值。
  
  以下代码将调用 WaitAndApologize 方法和等待此方法返回的任务分离。
  
  C#复制
```
Task wait = WaitAndApologize();

string output = $"Today is {DateTime.Now:D}\n" + 
                $"The current time is {DateTime.Now.TimeOfDay:t}\n" +
                $"The current temperature is 76 degrees.\n";
await wait;
Console.WriteLine(output);
```
  Void 返回类型
  
  在异步事件处理程序中使用 void 返回类型，这需要 void 返回类型。对于事件处理程序以外的不返回值的方法，应返回 Task，因为无法等待返回 void 的异步方法。这种方法的任何调用方必须能够继续完成，而无需等待调用的异步方法完成，并且调用方必须独立于异步方法生成的任何值或异常。
  
  返回 void 的异步方法的调用方无法捕获从该方法引发的异常，且此类未经处理的异常可能会导致应用程序故障。如果返回 Task 或 Task<TResult> 的异步方法中出现异常，此异常将存储于返回的任务中，并在等待该任务时再次引发。因此，请确保可以产生异常的任何异步方法都具有返回类型 Task或 Task<TResult>，并确保会等待对方法的调用。
  
  有关如何在异步方法中捕获异常的详细信息，请参阅 try-catch 主题的异步方法中的异常部分。
  
  以下示例演示异步事件处理程序的行为。请注意，在本示例代码中，异步事件处理程序必须在完成时通知主线程。然后，主线程可在退出程序之前等待异步事件处理程序完成。
  
  C#复制
```
using System;
using System.Threading.Tasks;

public class NaiveButton
{
    public event EventHandler Clicked;

    public void Click()
    {
        Console.WriteLine("Somebody has clicked a button. Let's raise the event...");
        Clicked?.Invoke(this, EventArgs.Empty);
        Console.WriteLine("All listeners are notified.");
    }
}

public class AsyncVoidExample
{
    static TaskCompletionSource<bool> tcs;

    static async Task Main()
    {
        tcs = new TaskCompletionSource<bool>();
        var secondHandlerFinished = tcs.Task;

        var button = new NaiveButton();
        button.Clicked += Button_Clicked_1;
        button.Clicked += Button_Clicked_2_Async;
        button.Clicked += Button_Clicked_3;

        Console.WriteLine("About to click a button...");
        button.Click();
        Console.WriteLine("Button's Click method returned.");

        await secondHandlerFinished;
    }

    private static void Button_Clicked_1(object sender, EventArgs e)
    {
        Console.WriteLine("   Handler 1 is starting...");
        Task.Delay(100).Wait();
        Console.WriteLine("   Handler 1 is done.");
    }

    private static async void Button_Clicked_2_Async(object sender, EventArgs e)
    {
        Console.WriteLine("   Handler 2 is starting...");
        Task.Delay(100).Wait();
        Console.WriteLine("   Handler 2 is about to go async...");
        await Task.Delay(500);
        Console.WriteLine("   Handler 2 is done.");
        tcs.SetResult(true);
    }

    private static void Button_Clicked_3(object sender, EventArgs e)
    {
        Console.WriteLine("   Handler 3 is starting...");
        Task.Delay(100).Wait();
        Console.WriteLine("   Handler 3 is done.");
    }
}

// Expected output:
// About to click a button...
// Somebody has clicked a button. Let's raise the event...
//    Handler 1 is starting...
//    Handler 1 is done.
//    Handler 2 is starting...
//    Handler 2 is about to go async...
//    Handler 3 is starting...
//    Handler 3 is done.
// All listeners are notified.
// Button's Click method returned.
//    Handler 2 is done.
```
  通用的异步返回类型和 ValueTask<TResult>
  
  从 C# 7.0 开始，异步方法可返回任何具有可访问的 GetAwaiter 方法的类型。
  
  Task 和 Task<TResult> 是引用类型，因此，性能关键路径中的内存分配会对性能产生负面影响，尤其当分配出现在紧凑循环中时。支持通用返回类型意味着可返回轻量值类型（而不是引用类型），从而避免额外的内存分配。
  
  .NET 提供 System.Threading.Tasks.ValueTask<TResult> 结构作为返回任务的通用值的轻量实现。要使用 System.Threading.Tasks.ValueTask<TResult> 类型，必须向项目添加 System.Threading.Tasks.Extensions NuGet 包。如下示例使用 ValueTask<TResult> 结构检索两个骰子的值。
  
  C#复制
```
using System;
using System.Threading.Tasks;

class Program
{
   static Random rnd;
   
   static void Main()
   {
      Console.WriteLine($"You rolled {GetDiceRoll().Result}");
   }
   
   private static async ValueTask<int> GetDiceRoll()
   {
      Console.WriteLine("...Shaking the dice...");
      int roll1 = await Roll();
      int roll2 = await Roll();
      return roll1 + roll2; 
   } 
   
   private static async ValueTask<int> Roll()
   {
      if (rnd == null)
         rnd = new Random();
      
      await Task.Delay(500);
      int diceRoll = rnd.Next(1, 7);
      return diceRoll;
   } 
}
// The example displays output like the following:
//       ...Shaking the dice...
//       You rolled 8
```
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Task<TResult> 返回类型

任务返回类型

Void 返回类型

通用的异步返回类型和 ValueTask<TResult>

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