大话异步与并行（一）

很久没安下心来写博客了，几年的开发过程中，对于异步与并行的了解也随着清淅起来。首先很多人问我，异步与并行的区别，那么我们来了解下概念。

本博文写的主旨是用最白话的语言来说明问题，不想照搬概念。

在古老的单核计算机中，一般是单核的，并行也只是在进程中交替的执行，表现出来的像并行执行一样，只是时间比较短，在多核处理器的计算机中，进程不仅可以交替执行，而且可以重叠执行，所以说，并行，只有在多核处理器中才有真正意义。很多人可能会突然不理解，并行与并发，是什么区别，并行，就像两种时刻相同的进程同一时刻运行，而并发不一定同一时刻运行，这就微妙的区别。

就拿订单来说吧，在下单超大的情况下，A用户下了一个订单，还没有来及结束，B用户又下了一个订单。那么，这时最有可能发行的情况就是并发事件。

那么我们今天重点说说异步，异步，是相对于同步来说的，我们知道，应用程序都是由一个主线程来运行的，这个主线程，是按照顺序来处理我们写的逻缉代码的，这就是同步，引用异步的好处是，在不打挠主线程的前提下，继续开放一个线程来指行其它的事情，就相当于，把部分工作交接给别人，当别人做好了后，然后，对我说，你交待的任务我已做好了。别人做好的工作交待给我的过程，相当于结果的返回中断。

异步最终的目的就是给我们带来更高效的时间效应，它是一种结果，而实现这个异步的可能是异步委托，线程池，线程等等，只不过是一种方法或途径罢了，这就是线程与异步的最好诠释。

下面来说说异步自然缺少不了多线程这个重头戏。

实现多线程方式很多，下面一个一个的讲起。

1.投票

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading;
using System.Threading.Tasks;

namespace ConsoleApplication1
{
    class Program
    {
        public delegate decimal TakeDelegate(decimal data, int ms);  
  
        static void Main(string[] args)  
        {

            DateTime now = DateTime.Now;

            TakeDelegate dl = SaveBankAccount;
            IAsyncResult ar=  dl.BeginInvoke(1, 200, null, null);

            while(!ar.IsCompleted)
            {
                Console.WriteLine("main thread wating current run at treadID:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
                Thread.Sleep(50);
            }

            decimal result = dl.EndInvoke(ar);
            Console.WriteLine("CurrentMoney:{0}", result);
            Console.WriteLine("runtime:{0}", (DateTime.Now-now).TotalSeconds);
            Console.WriteLine("main thread IsBackground " + Thread.CurrentThread.IsBackground);
            Console.ReadKey();
        }
  
        static decimal SaveBankAccount(decimal money,int ms)
        {
            Console.WriteLine("SaveBankAccount thread started! current run at treadID:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
            Console.WriteLine("SaveBankAccount thread IsBackground " + Thread.CurrentThread.IsBackground);
            Thread.Sleep(ms);
            Console.WriteLine("SaveBankAccount thread completed!");
            return ++money;
        }

    }
}

一直都在想一个问题，为什么这种方式名字叫投票！百度 google都没有结果，最后想着想着也就想清楚了，所谓投票，就是对结果的一种猜测，“是否结束投票”

2.异步回调

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading;
using System.Threading.Tasks;

namespace ConsoleApplication1
{
    class Program
    {
        public delegate decimal TakeDelegate(decimal money,int ms);
        static DateTime now = DateTime.Now;

        static void Main(string[] args)  
        {
            TakeDelegate dl = SaveBankAccount;
            var ar = dl.BeginInvoke(1, 200, AsyncCallBack,dl);

            while(!ar.IsCompleted)
            {
                Console.WriteLine("main thread wating current run at treadID:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
                Thread.Sleep(50);
            }
            Console.ReadKey();
        }
  
        static decimal SaveBankAccount(decimal money,int ms)
        {
            Console.WriteLine("SaveBankAccount thread started! current run at treadID:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
            Console.WriteLine("SaveBankAccount thread IsBackground " + Thread.CurrentThread.IsBackground);
            Thread.Sleep(ms);
            Console.WriteLine("SaveBankAccount thread completed!");
            return ++money;
        }

        static void AsyncCallBack(IAsyncResult ar)
        {
            if (ar == null)
            {
                throw new ArgumentNullException("ar");
            }

            TakeDelegate dl = ar.AsyncState as TakeDelegate;

            decimal result = dl.EndInvoke(ar);
            Console.WriteLine("CurrentMoney:{0}", result);
            Console.WriteLine("runtime:{0}", (DateTime.Now - now).TotalSeconds);
            Console.WriteLine("main thread IsBackground " + Thread.CurrentThread.IsBackground);
         
        }
    }
}

这个方法是在投票的基础，加入了回调函数而已。还有一种方法于投票差不多，就是等待句柄（AsyncWaitHandle），这个方法与投票没有太大的差异。没事的同学可以百度一下，这里就不多说了。

如果说到这里，那么，我想微软也太失败了，因为这样玩异步太操心，那么多的代码。

随着时间的推移，微软在.net3.0 C# 3.0的大包裹越来越健全 拉姆达（lambda）表达式与匿名方法 孕育而生。

好吧，我们对上面的代码是时候要简化的必要了。

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading;
using System.Threading.Tasks;

namespace ConsoleApplication1
{
    class Program
    {


        static void Main(string[] args)
        {
            DateTime now = DateTime.Now;
            Func<decimal, int, decimal> f = SaveBankAccount;

            var ar = f.BeginInvoke(1, 200, (r) =>
            {
                if (r == null)
                {
                    throw new ArgumentNullException("r");
                }
                Console.WriteLine("CurrentMoney:{0}", f.EndInvoke(r));
                Console.WriteLine("runtime:{0}", (DateTime.Now - now).TotalSeconds);
                Console.WriteLine("main thread IsBackground " + Thread.CurrentThread.IsBackground);

            }, null);

            while (!ar.IsCompleted)
            {
                Console.WriteLine("main thread wating current run at treadID:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
                Thread.Sleep(50);
            }
            Console.ReadKey();
        }

        static decimal SaveBankAccount(decimal money, int ms)
        {
            Console.WriteLine("SaveBankAccount thread started! current run at treadID:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
            Console.WriteLine("SaveBankAccount thread IsBackground " + Thread.CurrentThread.IsBackground);
            Thread.Sleep(ms);
            Console.WriteLine("SaveBankAccount thread completed!");
            return ++money;
        }
    }
}

再次狠狠的优化

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading;
using System.Threading.Tasks;

namespace ConsoleApplication1
{
    class Program
    {


        static void Main(string[] args)
        {
            DateTime now = DateTime.Now;
            Func<decimal, int, decimal> f = (money, ms) =>
            {
                Console.WriteLine("SaveBankAccount thread started! current run at treadID:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
                Console.WriteLine("SaveBankAccount thread IsBackground " + Thread.CurrentThread.IsBackground);
                Thread.Sleep(ms);
                Console.WriteLine("SaveBankAccount thread completed!");
                return ++money;
            };

            var ar = f.BeginInvoke(1, 200, (r) =>
            {
                if (r == null)
                {
                    throw new ArgumentNullException("r");
                }
                Console.WriteLine("CurrentMoney:{0}", f.EndInvoke(r));
                Console.WriteLine("runtime:{0}", (DateTime.Now - now).TotalSeconds);
                Console.WriteLine("main thread IsBackground " + Thread.CurrentThread.IsBackground);

            }, null);

            while (!ar.IsCompleted)
            {
                Console.WriteLine("main thread wating current run at treadID:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
                Thread.Sleep(50);
            }
            Console.ReadKey();
        }

    }
}

着重看下两个划框的部分，lambda表达式采用匿名方法成功的简化了传统的方式，里面的参数获取，将来的更为便捷，所以四个参数后，用了null。

public delegate TResult Func<in T, out TResult>(T arg) 委托 是微软在.net 3.5 再次对delegate的封装,第一个参数是输入参数，第二个是返回参数，此时，我们不用太辛苦的到处声明委托，这点微软也给我们省了，不得不说，代码的优美不是java能比的。

细心的朋友可能看到上面一段代码 IsBackground 这个时候，表示线程是前台线程还是后台线程。

前台线程与后台线程的区别：

就像word文档一样，打开word 即开启了word主线程即前台线程，诸如 语法检查属于后台线程，仔细想想，这样设计，还是有道理的，当关闭了word前台主线程，后台线程语法检查也没有必要了。

一个进程里必须有一个前台线程，不一定有后台线程。当前台线程已结束的时候，后台线程也将结束。

看下面代码

 

通常，应该将被动侦听活动的线程设置为后台线程，而将负责发送数据的线程设置为前台线程，这样，在所有的数据发送完毕之前该线程不会被终止。只有在确认线程被系统随意终止没有不利影响时，才应该使用后台线程。如果线程正在执行必须完成的敏感操作或事务操作，或者需要控制关闭线程的方式以便释放重要资源，则使用前台线程。

例如 《C#高级编程》中有个例子--如果关闭Word程序，拼写检查器还在运行其进程就没有意义了。在关闭应用程序时拼写检查器线程就可以关闭。

 小结：本节只是对于基础知识线程与异步委托作了个简单的复习，让我联想到，主线程也好，新开的线程也好，无非都是线程的部分，线程更多的是一种方法，而异步是一个需要线程支撑的结果，所以可以在任何线程上开启异步的操作，因为主线程都可以开启异步嘛。

 未完待续...