浅析C#异步操作

.NET Framework 为异步操作提供了两种设计模式：使用 IAsyncResult 对象的异步操作与使用事件的异步操作。先来学习前者

概述

IAsyncResult 异步设计模式通过名为 BeginOperationName 和 EndOperationName 的两个方法来实现原同步方法的异步调用，如 FileStream 类提供了 BeginRead 和 EndRead 方法来从文件异步读取字节，它们是 Read 方法的异步版本

Begin 方法包含同步方法签名中的任何参数，此外还包含另外两个参数：一个AsyncCallback 委托和一个用户定义的状态对象。委托用来调用回调方法，状态对象是用来向回调方法传递状态信息。该方法返回一个实现 IAsyncResult 接口的对象

End 方法用于结束C#异步操作并返回结果，因此包含同步方法签名中的 ref 和 out 参数，返回值类型也与同步方法相同。该方法还包括一个 IAsyncResult 参数，用于获取异步操作是否完成的信息，当然在使用时就必须传入对应的 Begin 方法返回的对象实例

开始C#异步操作后如果要阻止应用程序，可以直接调用 End 方法，这会阻止应用程序直到异步操作完成后再继续执行。也可以使用 IAsyncResult 的 AsyncWaitHandle 属性，调用其中的WaitOne等方法来阻塞线程。这两种方法的区别不大，只是前者必须一直等待而后者可以设置等待超时

如果不阻止应用程序，则可以通过轮循 IAsyncResult 的 IsCompleted 状态来判断操作是否完成，或使用 AsyncCallback 委托来结束C#异步操作。AsyncCallback 委托包含一个 IAsyncResult 的签名，回调方法内部再调用 End 方法来获取操作执行结果

尝试

先来熟悉一下今天的主角，IAsyncResult 接口

 
 
 

  
  
  
public interface IAsyncResult  
  
  
  
{  
  
  
  
object AsyncState { get; }  
  
  
  
WaitHandle AsyncWaitHandle { get; }  
  
  
  
bool CompletedSynchronously { get; }  
  
  
  
bool IsCompleted { get; }  
  
  
  
} 
 
 
 

我用一个 AsyncDemo 类作为异步方法的提供者，后面的程序都会调用它。内部很简单，构造函数接收一个字符串作为 name ，Run 方法输出 "My name is " + name ，而异步方法直接用委托的 BeginInvoke 和 EndInvoke 方法实现。

 
 
 

  
  
  
public class AsyncDemo  
  
  
  
{  
  
  
  
// Use in asynchronous methods  
  
  
  
private delegate string runDelegate();  
  
  
  
private string m_Name;  
  
  
  
private runDelegate m_Delegate;  
  
  
  
public AsyncDemo(string name)  
  
  
  
{  
  
  
  
m_Name = name;  
  
  
  
m_Delegate = new runDelegate(Run);  
  
  
  
}  
  
  
  
/**////  
  
  
  
/// Synchronous method  
  
  
  
///  
  
  
  
///  
  
  
  
public string Run()  
  
  
  
{  
  
  
  
return "My name is " + m_Name;  
  
  
  
}  
  
  
  
/**////  
  
  
  
/// Asynchronous begin method  
  
  
  
///  
  
  
  
///  
  
  
  
///  
  
  
  
///  
  
  
  
public IAsyncResult BeginRun(AsyncCallback callBack, Object stateObject)  
  
  
  
{  
  
  
  
try  
  
  
  
{  
  
  
  
return m_Delegate.BeginInvoke(callBack, stateObject);  
  
  
  
}  
  
  
  
catch(Exception e)  
  
  
  
{  
  
  
  
// Hide inside method invoking stack  
  
  
  
throw e;  
  
  
  
}  
  
  
  
}  
  
  
  
/**////  
  
  
  
/// Asynchronous end method  
  
  
  
///  
  
  
  
///  
  
  
  
///  
  
  
  
public string EndRun(IAsyncResult ar)  
  
  
  
{  
  
  
  
if (ar == null)  
  
  
  
throw new NullReferenceException("Arggument ar can't be null");  
  
  
  
try  
  
  
  
{  
  
  
  
return m_Delegate.EndInvoke(ar);  
  
  
  
}  
  
  
  
catch (Exception e)  
  
  
  
{  
  
  
  
// Hide inside method invoking stack  
  
  
  
throw e;  
  
  
  
}  
  
  
  
}  
  
  
  
} 
 
 
 

首先是 Begin 之后直接调用 End 方法，当然中间也可以做其他的操作。

 
 
 

  
  
  
class AsyncTest  
  
  
  
{  
  
  
  
static void Main(string[] args)  
  
  
  
{  
  
  
  
AsyncDemo demo = new AsyncDemo("jiangnii");  
  
  
  
// Execute begin method  
  
  
  
IAsyncResult ar = demo.BeginRun(null, null);  
  
  
  
// You can do other things here  
  
  
  
// Use end method to block thread until the operation is complete  
  
  
  
string demodemoName = demo.EndRun(ar);  
  
  
  
Console.WriteLine(demoName);  
  
  
  
}  
  
  
  
} 
 
 
 

也可以用 IAsyncResult 的 AsyncWaitHandle 属性，我在这里设置为1秒超时。

 
 
 

  
  
  
class AsyncTest  
  
  
  
{  
  
  
  
static void Main(string[] args)  
  
  
  
{  
  
  
  
AsyncDemo demo = new AsyncDemo("jiangnii");  
  
  
  
// Execute begin method  
  
  
  
IAsyncResult ar = demo.BeginRun(null, null);  
  
  
  
// You can do other things here  
  
  
  
// Use AsyncWaitHandle.WaitOne method to block thread for 1 second at most  
  
  
  
ar.AsyncWaitHandle.WaitOne(1000, false);  
  
  
  
if (ar.IsCompleted)  
  
  
  
{  
  
  
  
// Still need use end method to get result,   
  
  
  
// but this time it will return immediately  
  
  
  
string demodemoName = demo.EndRun(ar);  
  
  
  
Console.WriteLine(demoName);  
  
  
  
}  
  
  
  
else  
  
  
  
{  
  
  
  
Console.WriteLine("Sorry, can't get demoName, the time is over");  
  
  
  
}  
  
  
  
}  
  
  
  
} 
 
 
 

不中断的轮循，每次循环输出一个 "."

 
 
 

  
  
  
class AsyncTest  
  
  
  
{  
  
  
  
static void Main(string[] args)  
  
  
  
{  
  
  
  
AsyncDemo demo = new AsyncDemo("jiangnii");  
  
  
  
// Execute begin method  
  
  
  
IAsyncResult ar = demo.BeginRun(null, null);  
  
  
  
Console.Write("Waiting..");  
  
  
  
while (!ar.IsCompleted)  
  
  
  
{  
  
  
  
Console.Write(".");  
  
  
  
// You can do other things here  
  
  
  
}  
  
  
  
Console.WriteLine();  
  
  
  
// Still need use end method to get result,   
  
  
  
// but this time it will return immediately  
  
  
  
string demodemoName = demo.EndRun(ar);  
  
  
  
Console.WriteLine(demoName);  
  
  
  
}  
  
  
  
} 
 
 
 

***是使用回调方法并加上状态对象，状态对象被作为 IAsyncResult 参数的 AsyncState 属性被传给回调方法。回调方法执行前不能让主线程退出，我这里只是简单的让其休眠了1秒。另一个与之前不同的地方是 AsyncDemo 对象被定义成了类的静态字段，以便回调方法使用

 
 
 

  
  
  
class AsyncTest  
  
  
  
{  
  
  
  
static AsyncDemo demo = new AsyncDemo("jiangnii");  
  
  
  
static void Main(string[] args)  
  
  
  
{  
  
  
  
// State object  
  
  
  
bool state = false;  
  
  
  
// Execute begin method  
  
  
  
IAsyncResult ar = demo.BeginRun(new AsyncCallback(outPut), state);  
  
  
  
// You can do other thins here  
  
  
  
// Wait until callback finished  
  
  
  
System.Threading.Thread.Sleep(1000);  
  
  
  
}  
  
  
  
// Callback method  
  
  
  
static void outPut(IAsyncResult ar)  
  
  
  
{  
  
  
  
bool state = (bool)ar.AsyncState;  
  
  
  
string demodemoName = demo.EndRun(ar);  
  
  
  
if (state)  
  
  
  
{  
  
  
  
Console.WriteLine(demoName);  
  
  
  
}  
  
  
  
else  
  
  
  
{  
  
  
  
Console.WriteLine(demoName + ", isn't it?");  
  
  
  
}  
  
  
  
}  
  
  
  
} 
 
 
 

C#异步操作总结

对于一个已经实现了 BeginOperationName 和 EndOperationName 方法的对象，我们可以直接用上述方式调用，但对于只有同步方法的对象，我们要对其进行异步调用也不需要增加对应的异步方法，而只需定义一个委托并使用其 BeginInvoke 和 EndInvoke 方法就可以了

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