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C#实现异步操作的几种方式

目录
  • 1.使用异步方法
  • 2.使用Task.Run方法
  • 3.使用TaskCompletionSource类
  • 4.使用async和await异步编程
  • 5.使用Parallel类进行并行编程
  • 6.通过事件(Event)异步调用
  • 7.使用异步委托(Async delegate)
  • 8.使用异步的 LINQ(LINQ with async)

在C#中,异步操作(Asynchronous Operations)可以提高程序的性能和响应能力。通常情况下,程序会等待某个操作完成之后才会继续执行下一个操作,这会导致程序的运行速度变慢。而异步操作可以让程序在等待某个操作完成的同时,执行其他操作,从而提高程序的运行效率。

在C#中,实现异步操作的方式有以下几种:

1.使用异步方法

C# 5.0引入了异步方法(Async Methods)的概念,使得编写异步代码变得更加编程容易。异步方法使用async关键字标记,返回类型必须是Task或Task,方法中使用await关键字来等待异步操作完成。

以下是一个使用异步方法实现异步操作的示例:

public async Task<int> DownloadFileAsync(string url, string savePath)
{
    using (var httpClient = new HttpClient())
    {
        var response = await httpClient.GetAsync(url);
        using (var fileStream = new FileStream(savePath, FileMode.Create))
        {
            await response.Content.CopyToAsync(fileStream);
        }
    }
    return 0;
}

在上面的示例中,DownloadFileAsync方法使用async关键字标记,返回类型是Task。方法中使用await关键字等待HttpClient.GetAsync和Stream.CopyToAsync方法完成异步操作。

2.使用Task.Run方法

Task.Run方法可以在新的线程上执行代码,因此也可以用来实现异步操作。使用Task.Run方法需要传入一个委托,该委托中的代码将在新的线程上执行。

以下是一个使用Task.Run方法实现异步操作的示例:

public async Task<int> DownloadFileAsync(string url, string savePath)
{
    await Task.Run(() =>
    {
        using (var httpClient = new HttpClient())
        {
            var response = httpClient.GetAsync(url).Result;
            using (var fileStream = new FileStream(savePath, FileMode.Create))
            {
                response.Content.CopyToAsync(fileStream).Wait();
            }
        }
    });
    return 0;
}

在上面的示例中,DownloadFileAsync方法使用await关键字等待Task.Run方法执行的委托完成异步操作。

3.使用TaskCompletionSource类

TaskCompletionSource类可以用来创建一个可以异步完成的任务,然后通过SetResult或SetException方法来完成任务。使用TaskCompletionSource类需要手动编写异步代码。

以下是一个使用TaskCompletionSource类实现异步操作的示例:

public static Task<string> GetResultAsync()
{
    var tcs = new TaskCompletionSource<string>();
    SomeMethod(result => tcs.SetResult(result));
    return tcs.Task;
}

这个示例的作用是,异步获取一个字符串结果。它使用了 TaskCompletionSource 类来创建一个 Task 对象,并在回调方法中将结果传递给该对象。

以下是重写后的示例,更加简洁易懂:

public static async Task<string> GetResultAsync()
{
    return await Task.Run(() => SomeMethod());
}

在这个示例中,使用了 Task.Run 方法来将 SomeMethod 方法包装成一个 Task 对象,并通过 await 关键字来等待该对象的完成。

相比于使用 TaskCompletionSource 类来手动管理异步操javascript作,使用 Task.Run 方法和 await 关键字更加简洁和易懂。同时,它也能够充分利用 .NET Framework 4.5 引入的异步编程模型,更好地利用系统资源,提高程序的性能和响应速度。

4.使用async和await异步编程

async和await是.NET Framework 4.5引入的一种新的异步编程模型,它基于Task和Task,使异步编程更加简单和直观。使用async和await可以让程序员专注于异步操作的逻辑,而不是繁琐的状态管理和线程调度。

以下是使用async和await编写一个简单异步操作的示例:

public async Task<int> AsyncMethodAsync(int arg)
{
    int result = await Task.Run(() =>
    {
        return arg * 2; // 异步操作
    });
 
    return result; // 返回异步操作的结果
}

5.使用Parallel类进行并行编程

Parallel类是.NET Framework提供的一种用于执行并行操作的工具类,它提供了一些方法,可以让程序员轻松地编写并行操作,以提高程序的性能和效率。

以下是使用Parallel类执行并行操作的示例:

public int[] ParallelMethod(int[] arr)
{
    Parallel.For(0, arr.www.devze.comLength, i =>
    {
        arr[i] = arr[i] * 2; // 并行操作
    });
 
    return arr; // 返回并行操作的结果
}

区别:

这几种异步编程方法都可以实现异步操作,但它们之间存在一些差异:

BeginInvoke/EndInvoke方式是.NET Framework较早期的异步编程模型,适用于.NET Framework 1.1和2.0版本,它需要使用委托和回调函数进行异步操作的管理和完成。但是它比较繁琐,难以理解和维护,因此已经逐渐被Task和async/await方式所取代。

Task和Task方式是.NET Framework 4.0引入的一种新的异步编程模型,它更加灵活和直观,可以方便地管理和控制异步操作的状态和结果。使用Task和Task可以轻松地实现异步操作的取消、

6.通过事件(Event)异步调用

使用事件机制也是一种实现异步编程的方式。这种方式的核心思想是,调用者注册一个事件处理程序,然后异步操作执行完毕时,会调用该事件处理程序并传递操作结果。

以下是使用事件实现异步编程的示例代码:

public class AsyncOperation
{
    public event EventHandler Completed;
 
    public void Start()
    {
        // 模拟异步操作
        Task.Delay(1000).ContinueWith(task => {
            OnCompleted(new EventArgs());
        });
    }
 
    protected virtual void OnCompleted(EventArgs e)
    {
        Completed?.Invoke(this, e);
    }
}
// 调用异步操作
var operation = new AsyncOperation();
operation.Completed += (sender, e) => {
    Console.WriteLine("异步操作完成!js");
};
operation.Start();

7.使用异步委托(Async delegate)

使用异步委托也是一种实现异步编程的方式。异步委托是指一个返回类型为 Task 或 Task 的委托,可以使用 async 和 await 关键字来异步调用。

以下是使用异步委托实现异步编程的示例代码:

public class AsyncOperation
{
    public async Task<int> StartAsync()
    {
        // 模拟异步操作
        await Task.Delay(1000);
        return 42;
    }
}
// 调用异步操作
var operation = new AsyncOperation();
var result = await operation.StartAsync();
Console.WriteLine($"异步操作完成,结果为:{result}");

使用异步委托的好处是可以在调用方使用 await 关键字来等待异步操作完成,并且可以直接获取异步操作的结果。

8.使用异步的 LINQ(LINQ with async)

LINQ(Language Integrated Query)是 C# 的一种语言特性,可以方便地进行数据查询和转换操作。在 .NET Framework 4.5 中,引入了一些新的异步操作符,使得 LINQ 查询可以以异步方式进行。

以下是使用异步的 LINQ 实现异步编程的示例代码:

var numbers = EnumereRpqUyable.Range(1, 10);
 
// 异步筛选出偶数
var evenNumbers = await Task.Run(() => numbers.Where(n => n % 2 == 0));
 
Console.WriteLine("筛选出的偶数为:");
foreach (var number in evenNumbers)
{
    Console.WriteLine(number);
}

使用异步的 LINQ 可以简化代码,并且可以在查询操作比较耗时的情况下提高程序的性能。

区别和选择

上面介绍了几种常用的异步编程方式,每种方式都有自己的优缺点,适用于不同的场景。下面是它们之间的一些区别和选择:

通过委托实现异步编程,适用于简单的异步操作,调用方只需要等待异步操作完成即可,不需要对结果进行处理。

使用 Task 或 Task 类。Task 和 Task 是 .NET 框架中的一部分,是异步编程的基本构建块。它们可以用于创建异步操作、处理异步结果和执行连续异步操作。

Task 是一个代表异步操作的类,它没有返回值。Task 是一个代表异步操作的类,它返回一个 T 类型的值。使用 Task 或 Task 可以很方便地执行异步操作,因为它们可以与 async 和 await 关键字一起使用,从而使异步代码看起来像同步代码。

以下是使用 Task 和 Task 的示例:

// 使用 Task 执行异步操作
public async Task DoAsyncOperation()
{
    await Task.Run(() =>
    {
        // 异步操作代码
    });
}
 
// 使用 Task<T> 执行异步操作并返回结果
public async Task<string> DoAsyncOperationWithResult()
{
    var result = await Task.Run(() =>
    {
        // 异步操作代码
        return "result";
    });
 
    return result;
}

在上面的示例中,DoAsyncOperation 和 DoAsyncOperationWithResult 方法都使用 Task 或 Task 类来执行异步操作。它们使用 await 关键字等待异步操作完成,然后返回结果(如果有)。

Task 和 Task 的区别在于 Task 可以返回一个值,而 Task 不可以。另外,Task 和 Task 之间的其他区别与使用 async/await 关键字的异步方法和异步 Lambda 表达式的区别类似。在执行异步操作时,Task.Run 方法是最常用的方法之一,因为它允许您在一个新的线程上执行操作。

await Task.Run(() =>
{
    // 异步操作代码
});

上面的代码将在一个新的线程上执行异步操作。在这种情况下,Task.Run 返回一个 Task 对象,该对象代表异步操作。由于使用了 async 和 await 关键字,所以可以等待异步操作完成,然后继续执行其他代码。

使用 Task 或 Task 的主要优点是,它们提供了一种更灵活的方式来执行异步操作,因为它们允许您在异步操作完成之前执行其他代码。此外,Task.Run 方法可以让您在单独的线程上执行操作,这使得异步编程更容易。但是,由于 Task.Run 创建了新的线程,所以使用 Task.Run 可能会增加应用程序的负载。因此,应该根据具体情况谨慎使用 Task.Run。

到此这篇关于C#实现异步操作的几种方式的文章就介绍到这了,更多相关C# 异步操作内容请搜索编程客栈(www.devze.com)以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持编程客栈(www.devze.com)!

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