C 非同步程式設計基礎（七）非同步原理

參考資料：

c# 非同步程式設計基礎（一）執行緒和阻塞

c# 非同步程式設計基礎（二）執行緒安全、向執行緒傳遞資料和異常處理

c# 非同步程式設計基礎（三）執行緒優先順序、訊號和執行緒池

c# 非同步程式設計基礎（四） 富客戶端應用程式的執行緒 和 同步上下文 synchronization contexts

c# 非同步程式設計基礎（五）task

c# 非同步程式設計基礎（六）continuation 繼續/延續 、taskcompletionsource、實現 task.delay

c# 非同步程式設計基礎（七）非同步原理

c# 非同步程式設計基礎（八） 非同步函式

c# 非同步程式設計基礎（九） 非同步中的同步上下文、valuetask

c# 非同步程式設計基礎（十） 取消（cancellation）、進度報告、tap（task-based asynchronous pattern）、task組合器

非同步操作會在返**用者之後去做它的（大部分）工作

非同步發方法更為少見，會啟用併發，因為它的工作會與呼叫者並行執行

非同步的方法通常很快（立即）就返回到呼叫者，所以叫非阻塞方法

目前見到的大部分的非同步方法都是通用目的的：

thread.start

task.run

可以將continuation附加到task的方法

...非同步程式設計的原則是將長時間執行的函式寫成非同步的

傳統的做法是將長時間執行的函式寫出同步的，然後從新的執行緒或task進行呼叫，從而按需引入併發

上述非同步方式的不同之處在於，它是從長時間執行函式的內部啟動併發。這有兩點好處：

io-bound併發可不使用執行緒來實現（用**）。可提高可擴充套件和執行效率

富客戶端在worker執行緒會使用更少的**，簡化了執行緒安全性

編寫高效處理大量併發io的應用程式（典型的：服務端應用）

挑戰的並不是執行緒安全（因為共享狀態通常是最小化的），而是執行效率

特別的，每個網路請求並不會消耗乙個執行緒

在富客戶端應用裡簡化執行緒安全

如果call graph（呼叫圖）中任何乙個操作是長時間執行的，那麼整個call graph必須執行在worker執行緒上，以保證ui響應

得到乙個橫跨多個方法的單一併發操作（粗粒度）

需要為call graph中的每個方法考慮執行緒安全

非同步的call graph，直到需要的時候才開啟乙個執行緒，通常較淺（io-bound操作完全不需要）

其它的方法可以在ui執行緒執行，執行緒安全簡化

併發的粒度適中

一連串小的併發操作，操作之間會彈回到ui執行緒

為了獲得上述好處，下列操作建議非同步編寫：

io-bound和complute-bound操作

執行超過50毫秒的操作

另一方面過細的粒度會損害效能，因為非同步操作也有開銷

task非常適合非同步程式設計，因為它們支援continuation（它對非同步非常重要）

第十六講裡面taskcompletionsource的例子

taskcompletionsource是實現底層io-bound非同步方法的一種標準方式

對於compute-bound方法，task.run會初始化繫結執行緒的併發

把task返**用者，建立非同步方法

非同步程式設計的區別：目標是在呼叫圖的較低位置來這樣做

富客戶端應用中，高階方法可以保留在ui執行緒和訪問控制以及共享狀態上，不會出現執行緒安全問題

同步版

static void main(string args)

//相當於ui執行緒
static void displayprimecounts()
console.writeline("done!");
}static int getprimescount(int start, int count)

非同步版，但是輸出不是我們想要的結果

static void main(string args)

//相當於ui執行緒
static void displayprimecounts()
console.writeline("done!");
}static taskgetprimescountasync(int start, int count)

上述例子

需要對task的執行序列化

例如task b依賴於task a的執行結果

上述例子為此，必須在continuation內部觸發下一次迴圈

同步版

static void main(string args)

static void displayprimecounts()
static void displayprimecountsfrom(int i)
else
});}static taskgetprimescountasync(int start, int count)

非同步版，利用狀態機，太麻煩

class program

static task displayprimecountsasync()
public static taskgetprimescountasync(int start, int count)
}class primesstatemachine
}public void displayprimecountsfrom(int i)
else
});}
}

3、async和await

對於不想複雜的實現非同步非常重要

原理：狀態機

非同步程式設計時，非同步函式被編譯為包含狀態機的形式，使得**在某處停留，等待某個任務完成

修改後的例子

static async task main(string args)

async static task displayprimecountsasync()
console.writeline("done");
}//凡是返回task的方法都可以用await進行呼叫
static taskgetprimescountasync(int start, int count)

非同步程式設計基礎

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