C#编程总结(六)详解异步编程

2019-12-30 14:38:08丽君

1、什么是异步?

异步操作通常用于执行完成时间可能较长的任务,如打开大文件、连接远程计算机或查询数据库。异步操作在主应用程序线程以外的线程中执行。应用程序调用方法异步执行某个操作时,应用程序可在异步方法执行其任务时继续执行。

2、同步与异步的区别

同步(Synchronous):在执行某个操作时,应用程序必须等待该操作执行完成后才能继续执行。

异步(Asynchronous):在执行某个操作时,应用程序可在异步操作执行时继续执行。实质:异步操作,启动了新的线程,主线程与方法线程并行执行。

3、异步和多线程的区别   

我们已经知道,异步的实质是开启了新的线程。它与多线程的区别是什么呢?

简单的说就是:异步线程是由线程池负责管理,而多线程,我们可以自己控制,当然在多线程中我们也可以使用线程池。

就拿网络扒虫而言,如果使用异步模式去实现,它使用线程池进行管理。异步操作执行时,会将操作丢给线程池中的某个工作线程来完成。当开始I/O操作的时候,异步会将工作线程还给线程池,这意味着获取网页的工作不会再占用任何CPU资源了。直到异步完成,即获取网页完毕,异步才会通过回调的方式通知线程池。可见,异步模式借助于线程池,极大地节约了CPU的资源。

注:DMA(Direct Memory Access)直接内存存取,顾名思义DMA功能就是让设备可以绕过处理器,直接由内存来读取资料。通过直接内存访问的数据交换几乎可以不损耗CPU的资源。在硬件中,硬盘、网卡、声卡、显卡等都有直接内存访问功能。异步编程模型就是让我们充分利用硬件的直接内存访问功能来释放CPU的压力。

两者的应用场景:

计算密集型工作,采用多线程。

IO密集型工作,采用异步机制。

4、异步应用

.NET Framework 的许多方面都支持异步编程功能,这些方面包括:

      1)文件 IO、流 IO、套接字 IO。

      2)网络。

      3)远程处理信道(HTTP、TCP)和代理。

      4)使用 ASP.NET 创建的 XML Web services。

      5)ASP.NET Web 窗体。

      6)使用 MessageQueue 类的消息队列。

.NET Framework 为异步操作提供两种设计模式:

      1)使用 IAsyncResult 对象的异步操作。

      2)使用事件的异步操作。

IAsyncResult 设计模式允许多种编程模型,但更加复杂不易学习,可提供大多数应用程序都不要求的灵活性。可能的话,类库设计者应使用事件驱动模型实现异步方法。在某些情况下,库设计者还应实现基于 IAsyncResult 的模型。