(1)C#的异步async/await

首先理解线程、进程的区别

1. 默认情况，一个进程只包含一个线程，从程序的开始到执行结束
2. 线程可以派生自其它线程，所以一个进程可以包含不同状态的多个线程，来执行程序的不同部分
3. 一个进程中的多个线程，将共享该进程的资源
4. 系统为处理器执行所规划的单元是线程，而非进程

既然有异步，就有同步，首先先看同步的代码如下：

       class Program
    {
        private static readonly Stopwatch stopwatch = new Stopwatch();
        static void Main(string[] args)
        {
            stopwatch.Start();
            const string url1 = "http://www.cnblogs.com/";
            const string url2 = "https://www.jianshu.com/p/ea1fbd3d550a";

            //两次调用 CountCharacters 方法（下载某网站内容，并统计字符的个数）
            var result1 = CountCharacters(1, url1);
            var result2 = CountCharacters(2, url2);

            //三次调用 ExtraOperation 方法（主要是通过拼接字符串达到耗时操作）
            for (var i = 0; i < 3; i++)
            {
                ExtraOperation(i + 1);
            }

            Console.WriteLine($"{url1} 的字符个数：{result1}");
            Console.WriteLine($"{url2} 的字符个数：{result2}");
            Console.ReadLine();
        }

        private static int CountCharacters(int id, string address)
        {
            var client = new WebClient();
            Console.WriteLine($"开始调用 id={id} :  {stopwatch.ElapsedMilliseconds} ms  ");
            var result = client.DownloadString(address);
            Console.WriteLine($"调用完成 id = {id}：{stopwatch.ElapsedMilliseconds} ms");
            return result.Length;
        }

        private static void ExtraOperation(int id)
        {
            //这里是通过拼接字符串进行一些相对耗时的操作
            var s = "";

            for (var i = 0; i < 6000; i++)
            {
                s += i;
            }

            Console.WriteLine($"id = {id} 的 ExtraOperation 方法完成：{stopwatch.ElapsedMilliseconds} ms");
        }
    }

上面就是同步方法的程序。执行顺序就是从上倒下依次执行。这里就会有一个问题。如果在某一个步骤耗时过多，线程就会等待，造成程序未响应。这里就可以使用异步的方式去处理这个问题

1. 同步方法：
   • 一个程序调用某个方法，等到其执行完成之后才进行下一步操作。这也是默认的形式。
2. 异步方法：
   • 一个程序调用某个方法，在处理完成之前就返回该方法。通过 async/await 我们就可以实现这种类型的方法。

代码改为如下形式:

    class Program
    {
        private static readonly Stopwatch stopwatch = new Stopwatch();
        static void Main(string[] args)
        {
            stopwatch.Start();
            const string url1 = "http://www.cnblogs.com/";
            const string url2 = "http://www.cnblogs.com/liqingwen/"; 
            //两次调用 CountCharacters 方法（下载某网站内容，并统计字符的个数）
            Task<int> result1 = CountCharacters(1, url1);
            Task<int> result2 = CountCharacters(2, url2); 
            //三次调用 ExtraOperation 方法（主要是通过拼接字符串达到耗时操作）
            for (var i = 0; i < 3; i++)
            {
                ExtraOperation(i + 1);
            } 
            Console.WriteLine($"{url1} 的字符个数：{result1}");
            Console.WriteLine($"{url2} 的字符个数：{result2}");
            Console.ReadLine();
        }

        private static async Task<int> CountCharacters(int id, string address)
        {
            var client = new WebClient();
            Console.WriteLine($"开始调用 id={id} :  {stopwatch.ElapsedMilliseconds} ms  ");
            var result = await client.DownloadStringTaskAsync(address);
            Console.WriteLine($"调用完成 id = {id}：{stopwatch.ElapsedMilliseconds} ms");
            return result.Length;
        }

        private static void ExtraOperation(int id)
        {
            //这里是通过拼接字符串进行一些相对耗时的操作
            var s = "";
            for (var i = 0; i < 6000; i++)
            {
                s += i;
            }
            Console.WriteLine($"id = {id} 的 ExtraOperation 方法完成：{stopwatch.ElapsedMilliseconds} ms");
        }
    }

修改前的代码和修改后的代码对比如下：

修改前与修改后对比

从上面代码对比可以看出异步的使用方法：

1. 方法修饰符必须有async
2. 方法签名一般以Async结尾
3. 方法中必须包含>0个的await关键字,如果async关键字没有对应的await,编译器会警告，按同步方法执行

异步可以分为三个部分

 1. 进入方法到遇到第一个await 
 2. await执行的代码
 3. await之后的代码

示例如下图：

异步方法分三部分

异步的返回值

    1. void：没有返回值，没有交互，一般用在事件处理程序
    2. Task：获取异步的状态
    3. Task< TResult >:返回TResult类型的值

注意点：

*   异步Task和Task.Run的区别：异步是在同一个线程执行，Task.Run是在不同的线程上执行方法
*   async只是标识该方法包含一个或多个await表达式，本身不创建异步操作

异步操作的取消

*   CancellationToken 和 CancellationTokenSource（未深入讲解）
*   操作不可逆

异步的等待

1. 同步等待

   *   Task对象的wait()方法，适用于单一对象
   *   若是一组对象，使用waitAll()和waitany()
       a.   waitall():等待所有方法执行完成
       b.   waitany():等待任意方法执行完成
   

2.异步等待

    1.  Task.WhenAll()，异步等待集合内的 Task 都完成，不会占用主线程的时间
    2.  Task.WhenAny()
    3.  Task.Delay()
       *   创建Task对象，暂停在线程中的处理，并在一定时间内完成
       *   与Thread.Sleep的区别是，不会阻塞线程，线程可以处理其他工作

BackgroundWorker 另一种异步方式

待续