避免在C#循环中使用await的方法小结
目录
- 引言
- 一 在循环中使用await的问题
- 1、顺序执行
- 2、资源争用
- 二 更好的替代方法
- 1、使用Task.WhenAll
- 2、使用Parallel.ForEachAsync
- 3、限制并发
- 三 结论
引言
在C#中,异步编程因其能够提升应用程序性能和响应能力而变得越来越流行。async和await关键字使得编写异步代码变得更加容易,但如果使用不当,它们也dKOUlDCHPT可能引入一些陷阱。一个常见的错误是在循环中使用await,这可能导致性能瓶颈和意外行为。在本文中,我们将探讨为什么应该避免在C#循环中使用await,并讨论一些更高效地处理异步操作的替代方法。
一 在循环中使用await的问题
1、顺序执行
当在循环中使用await时,每次迭代都会等待前一次迭代完成后再开始。这导致了顺序执行,抵消了异步编程的好处。请看以下示例:
foreach (var item in items) { await ProcessItemAsync(item); }
在这段代码中,每次迭代都会等待ProcessItemAsync完成后再进行下一次迭代。如果ProcessItemAsync需要较长时间才能完成,这会导致性能不佳。
示例场景
假设我们需要通过异步下载处理一组URL的内容。在循环中使用await的代码如下:
foreach (var url in urls) { var content = await DownloadContentAsync(url); ProcessContent(content); }
在这种情况下,每个URL都是一个接一python个地处理,导致总执行时间是所有单个下载时间的总和。如果我们有10个URL,每个下载需要1秒,总执行时间将大约是10秒。
2、资源争用
在循环中使用await还可能导致资源争用。每次迭代都会占用资源(如内存和网络连接)直到等待的任务完成。这可能导致可用资源的耗尽,尤其是在处理大量任务时。
二 更好的替代方法
1、使用Task.WhenAll
为了并发执行异步操作,我们可以使用Task.WhenAll
。这种方法允许我们一次启动所有异步任务,并等待它们全部完成。以下是如何重写前面的示例:
using System.Diagnostics; using System.Net; python namespace ConsoleApp1 { public class Program { public async static Task Main(string[] args) { var urls = new List<string> { "https://www.163.com", "https://www.microsoft.com", "https://www.baidu.com" }; Stopwatch sw = Stopwatch.StartNew(); foreach (var url in urls) { var content = await DownloadContentAsync(url); ProcessContent(content); } Console.WriteLine($"foreach总共用时:{sw.Elapsed.TotalSeconds}秒"); St编程客栈opwatch sw2 = Stopwatch.StartNew(); var downloadTasks = urls.Select(url => DownloadContentAsync(url)).ToArray(); var contents = await Task.WhenAll(downloadTasks); foreach (var content in contents) { ProcessContent(content); } Console.WriteLine($"WhenAll总共用时:{sw2.Elapsed.TotalSeconds}秒"); } public async static Task<string> DownloadContentAsync(string url) { using (var client = new HttpClient(new HttpClientHandler() { AutomaticDecompression = DecompressionMethods.GZip })) { client.DefaultRequestHeaders.Add("User-Agent", "Mozilla/5.0 (Windows NT 10.0; Win64; x64) AppleWebKit/537.36 (Khtml, like Gecko) Chrome/92.0.4515.107 Safari/537.36"); var response = await client.GetAsync(url); response.EnsureSuccessStatusCode(); retuwww.devze.comrn await response.Content.ReadAsStringAsync(); } } public static void ProcessContent(string content) { Console.WriteLine($"处理内容的长度: {content.Length}");// 这里可以添加更多的内容处理逻辑 } } } }
在这个版本中,所有下载任务同时启动,我们等待它们全部完成后再处理结果。这种方法显著减少了总执行时间,因为任务是并行运行的。经测验,循环多少次,Task.WhenAll的速度比foreach的速度快大概多少倍!
2、使用Parallel.ForEachAsync
C#还提供了Parallel.ForEachAsync,它允许你在不阻塞主线程的情况下并行运行异步操作:
await Parallel.ForEachAsync(urls, async (url, cancellationToken) => { var content = await DownloadContentAsync(url); ProcessContent(content); });
Parallel.ForEachAsync确保多个迭代可以并发运行,提升性能的同时保持代码的简洁和可读性。
Parallel.ForEachAsync的运行效率与Task.WhenAll的效率差不多
3、限制并发
在某些情况下,运行过多的并发任务可能会使系统资源不堪重负。我们可以通过使用SemaphoreSlim来限制并发级别:
这个在执行过程中产生了异常,等解决了在继续讨论
这种方法限制了并发任务的数量,更有效地管理资源使用。
三 结论
虽然await是C#异步编程的强大工具,但在循环中使用它可能导致性能不佳和资源争用。通过理解顺序执行的影响,并利用Task.WhenAll、Parallel.ForEachAsync和SemaphoreSlim等替代方法,我们可以编写更高效和健壮的异步代码。避免在循环中使用await并采用更好的模式将提升你的应用程序性能,使代码更易维护和扩展。遵循这些最佳实践,你可以充分利用C#异步编程的潜力。
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