走进异步编程的世界 - 剖析异步方法（下）
序
感谢大家的支持，这是昨天发布《走进异步编程的世界 - 剖析异步方法（上）》的补充篇。
目录
一、异常处理
await 表达式也可以使用 try...catch...finally 结构。
1 internal class Program 2 { 3 private static void Main(string[] args) 4 { 5 var t = DoExceptionAsync(); 6 t.Wait(); 7 8 Console.WriteLine($"{nameof(t.Status)}: {t.Status}"); //任务状态 9 Console.WriteLine($"{nameof(t.IsCompleted)}: {t.IsCompleted}"); //任务完成状态标识 10 Console.WriteLine($"{nameof(t.IsFaulted)}: {t.IsFaulted}"); //任务是否有未处理的异常标识 11 12 Console.Read(); 13 } 14 15 /// <summary> 16 /// 异常操作 17 /// </summary> 18 /// <returns></returns> 19 private static async Task DoExceptionAsync() 20 { 21 try 22 { 23 await Task.Run(() => { throw new Exception(); }); 24 } 25 catch (Exception) 26 { 27 Console.WriteLine($"{nameof(DoExceptionAsync)} 出现异常！"); 28 } 29 } 30 }
图1-1
【分析】await 表达式位于 try 块中，按普通的方式处理异常。但是，为什么图中的状态（Status）、是否完成标识（IsCompleted）和是否失败标识（IsFaulted）分别显示：运行完成（RanToCompletion） 、已完成（True） 和 未失败（False） 呢？因为：任务没有被取消，并且异常都已经处理完成！
二、在调用方法中同步等待任务
调用方法可能在某个时间点上需要等待某个特殊的 Task 对象完成，才执行后面的代码。此时，可以采用实例方法 Wait 。
1 internal class Program 2 { 3 private static void Main(string[] args) 4 { 5 var t = CountCharactersAsync("http://www.cnblogs.com/liqingwen/"); 6 7 t.Wait(); //等待任务结束 8 Console.WriteLine($"Result is {t.Result}"); 9 10 Console.Read(); 11 } 12 13 /// <summary> 14 /// 统计字符数量 15 /// </summary> 16 /// <param name="address"></param> 17 /// <returns></returns> 18 private static async Task<int> CountCharactersAsync(string address) 19 { 20 var result = await Task.Run(() => new WebClient().DownloadStringTaskAsync(address)); 21 return result.Length; 22 } 23 }
图2-1
Wait() 适合用于单一 Task 对象，如果想操作一组对象，可采用 Task 的两个静态方法 WaitAll() 和 WaitAny() 。
1 internal class Program 2 { 3 private static int time = 0; 4 private static void Main(string[] args) 5 { 6 var t1 = GetRandomAsync(1); 7 var t2 = GetRandomAsync(2); 8 9 //IsCompleted 任务完成标识 10 Console.WriteLine($"t1.{nameof(t1.IsCompleted)}: {t1.IsCompleted}"); 11 Console.WriteLine($"t2.{nameof(t2.IsCompleted)}: {t2.IsCompleted}"); 12 13 Console.Read(); 14 } 15 16 /// <summary> 17 /// 获取一个随机数 18 /// </summary> 19 /// <param name="id"></param> 20 /// <returns></returns> 21 private static async Task<int> GetRandomAsync(int id) 22 { 23 var num = await Task.Run(() => 24 { 25 time++; 26 Thread.Sleep(time * 100); 27 return new Random().Next(); 28 }); 29 30 Console.WriteLine($"{id} 已经调用完成"); 31 return num; 32 } 33 }
图2-2 两个任务的 IsCompleted 属性都显示未完成
现在，在 Main() 方法中新增两行代码（6 和 7 两行），尝试调用 WaitAll() 方法。
1 private static void Main(string[] args) 2 { 3 var t1 = GetRandomAsync(1); 4 var t2 = GetRandomAsync(2); 5 6 Task<int>[] tasks = new Task<int>[] { t1, t2 }; 7 Task.WaitAll(tasks); //等待任务全部完成，才继续执行 8 9 //IsCompleted 任务完成标识 10 Console.WriteLine($"t1.{nameof(t1.IsCompleted)}: {t1.IsCompleted}"); 11 Console.WriteLine($"t2.{nameof(t2.IsCompleted)}: {t2.IsCompleted}"); 12 13 Console.Read(); 14 }
图2-3 两个任务的 IsCompleted 属性都显示 True
现在，再次将第 7 行改动一下，调用 WaitAny() 方法试试。
1 private static void Main(string[] args) 2 { 3 var t1 = GetRandomAsync(1); 4 var t2 = GetRandomAsync(2); 5 6 Task<int>[] tasks = new Task<int>[] { t1, t2 }; 7 Task.WaitAny(tasks); //等待任一 Task 完成，才继续执行 8 9 //IsCompleted 任务完成标识 10 Console.WriteLine($"t1.{nameof(t1.IsCompleted)}: {t1.IsCompleted}"); 11 Console.WriteLine($"t2.{nameof(t2.IsCompleted)}: {t2.IsCompleted}"); 12 13 Console.Read(); 14 }
图2-4 有一个任务的 IsCompleted 属性显示 True （完成） 就继续执行
三、在异步方法中异步等待任务
上节说的是如何使用 WaitAll() 和 WaitAny() 同步地等待 Task 完成。这次我们使用 Task.WhenAll() 和 Task.WhenAny() 在异步方法中异步等待任务。
1 internal class Program 2 { 3 private static int time = 0; 4 5 private static void Main(string[] args) 6 { 7 var t = GetRandomAsync(); 8 9 Console.WriteLine($"t.{nameof(t.IsCompleted)}: {t.IsCompleted}"); 10 Console.WriteLine($"Result: {t.Result}"); 11 12 Console.Read(); 13 } 14 15 /// <summary> 16 /// 获取一个随机数 17 /// </summary> 18 /// <param name="id"></param> 19 /// <returns></returns> 20 private static async Task<int> GetRandomAsync() 21 { 22 time++; 23 var t1 = Task.Run(() => 24 { 25 Thread.Sleep(time * 100); 26 return new Random().Next(); 27 }); 28 29 time++; 30 var t2 = Task.Run(() => 31 { 32 Thread.Sleep(time * 100); 33 return new Random().Next(); 34 }); 35 36 //异步等待集合内的 Task 都完成，才进行下一步操作 37 await Task.WhenAll(new List<Task<int>>() { t1, t2 }); 38 39 Console.WriteLine($" t1.{nameof(t1.IsCompleted)}: {t1.IsCompleted}"); 40 Console.WriteLine($" t2.{nameof(t2.IsCompleted)}: {t2.IsCompleted}"); 41 42 return t1.Result + t2.Result; 43 } 44 }
图3-1 调用 WhenAll() 方法
【注意】WhenAll() 异步等待集合内的 Task 都完成，不会占用主线程的时间。
现在，我们把 GetRandomAsync() 方法内的 WhenAll() 方法替换成 WhenAny()，并且增大一下线程挂起时间，最终改动如下：
1 private static async Task<int> GetRandomAsync() 2 { 3 time++; 4 var t1 = Task.Run(() => 5 { 6 Thread.Sleep(time * 100); 7 return new Random().Next(); 8 }); 9 10 time++; 11 var t2 = Task.Run(() => 12 { 13 Thread.Sleep(time * 500); //这里由 100 改为 500，不然看不到效果 14 return new Random().Next(); 15 }); 16 17 //异步等待集合内的 Task 都完成，才进行下一步操作 18 //await Task.WhenAll(new List<Task<int>>() { t1, t2 }); 19 await Task.WhenAny(new List<Task<int>>() { t1, t2 }); 20 21 Console.WriteLine($" t1.{nameof(t1.IsCompleted)}: {t1.IsCompleted}"); 22 Console.WriteLine($" t2.{nameof(t2.IsCompleted)}: {t2.IsCompleted}"); 23 24 return t1.Result + t2.Result; 25 }
图3-2 调用 WhenAny() 方法
四、Task.Delay() 暂停执行
Task.Delay() 方法会创建一个 Task 对象，该对象将暂停其在线程中的处理，并在一定时间之后完成。和 Thread.Sleep 不同的是，它不会阻塞线程，意味着线程可以继续处理其它工作。
1 internal class Program 2 { 3 private static void Main(string[] args) 4 { 5 Console.WriteLine($"{nameof(Main)} - start."); 6 DoAsync(); 7 Console.WriteLine($"{nameof(Main)} - end."); 8 9 Console.Read(); 10 } 11 12 private static async void DoAsync() 13 { 14 Console.WriteLine($" {nameof(DoAsync)} - start."); 15 16 await Task.Delay(500); 17 18 Console.WriteLine($" {nameof(DoAsync)} - end."); 19 } 20 }
图4-1
传送门
下篇：《走进异步编程的世界 - 在 GUI 中执行异步操作》
【原文链接】http://www.cnblogs.com/liqingwen/p/5866241.html
【参考】《Illustrated C# 2012》