异步/等待

实际上，Async / Await是一对关键字，它们只是用于创建异步任务回调的语法糖。

举个例子:

public static void DoSomeWork()
{
    var task = Task.Run(() =>
    {
        // [RUNS ON WORKER THREAD]

        // IS NOT bubbling up due to the different threads
        throw new Exception();
        Thread.Sleep(2000);

        return "Hello";
    });

    // This is the callback
    task.ContinueWith((t) => {
        // -> Exception is swallowed silently
        Console.WriteLine("Completed");

        // [RUNS ON WORKER THREAD]
    });
}

上面的代码有几个缺点。错误不会传递，而且很难阅读。 但是Async和Await来帮助我们:

public async static void DoSomeWork()
{
    var result = await Task.Run(() =>
    {
        // [RUNS ON WORKER THREAD]

        // IS bubbling up
        throw new Exception();
        Thread.Sleep(2000);

        return "Hello";
    });

    // every thing below is a callback 
    // (including the calling methods)

    Console.WriteLine("Completed");
}

Await调用必须在Async方法中。这有一些优点:

返回Task的结果 自动创建回调 检查错误并让它们在callstack中冒泡(只适用于callstack中的无等待调用) 等待结果 释放主线程 在主线程上运行回调 使用线程池中的工作线程执行任务 使代码易于阅读 还有更多

注意:Async和Await用于异步调用时不做这些。为此必须使用任务库，如Task. run()。

下面是等待和无等待解决方案之间的比较

这是一个非异步解决方案:

public static long DoTask()
{
    stopWatch.Reset();
    stopWatch.Start();

    // [RUNS ON MAIN THREAD]
    var task = Task.Run(() => {
        Thread.Sleep(2000);
        // [RUNS ON WORKER THREAD]
    });
    // goes directly further
    // WITHOUT waiting until the task is finished

    // [RUNS ON MAIN THREAD]

    stopWatch.Stop();
    // 50 milliseconds
    return stopWatch.ElapsedMilliseconds;
}

这是async方法:

public async static Task<long> DoAwaitTask()
{
    stopWatch.Reset();
    stopWatch.Start();

    // [RUNS ON MAIN THREAD]

    await Task.Run(() => {
        Thread.Sleep(2000);
        // [RUNS ON WORKER THREAD]
    });
    // Waits until task is finished

    // [RUNS ON MAIN THREAD]

    stopWatch.Stop();
    // 2050 milliseconds
    return stopWatch.ElapsedMilliseconds;
}

实际上，你可以不使用await关键字而调用async方法，但这意味着这里的任何异常都会在释放模式下被吞噬:

public static Stopwatch stopWatch { get; } = new Stopwatch();

static void Main(string[] args)
{
    Console.WriteLine("DoAwaitTask: " + DoAwaitTask().Result + " ms");
    // 2050 (2000 more because of the await)
    Console.WriteLine("DoTask: " + DoTask() + " ms");
    // 50
    Console.ReadKey();
}

Async和Await并不用于并行计算。它们用于不阻塞主线程。当涉及asp.net或Windows应用程序时，由于网络调用阻塞主线程是一件糟糕的事情。如果你这样做，你的应用程序将得不到响应，甚至崩溃。

查看微软文档以获得更多的例子。

这里的答案可以作为await/async的一般指导。它们还包含一些关于await/async如何连接的细节。我想和大家分享一些在使用这个设计模式之前应该知道的实践经验。

术语“await”是字面意义上的，所以无论您在哪个线程上调用它，都将在继续之前等待该方法的结果。在前台线程上，这是一个灾难。前台线程承担了构建应用程序的负担，包括视图、视图模型、初始动画，以及其他任何与这些元素捆绑在一起的东西。所以当你等待前台线程时，你会停止应用程序。当什么都没有发生时，用户会一直等待。这提供了一种消极的用户体验。

你当然可以使用各种方法来等待后台线程:

Device.BeginInvokeOnMainThread(async () => { await AnyAwaitableMethod(); });

// Notice that we do not await the following call, 
// as that would tie it to the foreground thread.
try
{
Task.Run(async () => { await AnyAwaitableMethod(); });
}
catch
{}

这些注释的完整代码在https://github.com/marcusts/xamarin-forms-annoyances。参见名为AwaitAsyncAntipattern.sln的解决方案。

GitHub网站还提供了关于此主题的更详细讨论的链接。

当使用async和await时，编译器在后台生成一个状态机。

下面是一个例子，我希望我能解释一些正在发生的高级细节:

public async Task MyMethodAsync()
{
    Task<int> longRunningTask = LongRunningOperationAsync();
    // independent work which doesn't need the result of LongRunningOperationAsync can be done here

    //and now we call await on the task 
    int result = await longRunningTask;
    //use the result 
    Console.WriteLine(result);
}

public async Task<int> LongRunningOperationAsync() // assume we return an int from this long running operation 
{
    await Task.Delay(1000); // 1 second delay
    return 1;
}

好的，这里发生了什么:

Task<int> longRunningTask = LongRunningOperationAsync();开始执行LongRunningOperation 独立的工作完成了，假设主线程(线程ID = 1)，然后等待longRunningTask到达。 现在，如果longRunningTask还没有完成，它仍在运行，MyMethodAsync()将返回到它的调用方法，因此主线程不会被阻塞。当longRunningTask完成时，来自ThreadPool的线程(可以是任何线程)将返回到MyMethodAsync()之前的上下文中并继续执行(在这种情况下将结果打印到控制台)。

第二种情况是longRunningTask已经完成执行，结果可用。当到达await longRunningTask时，我们已经有了结果，所以代码将继续在同一线程上执行。(在本例中将结果打印到控制台)。当然，对于上面的例子，情况并非如此，其中涉及到Task.Delay(1000)。

查看这个小提琴https://dotnetfiddle.net/VhZdLU(如果可能的话改进它)，运行一个简单的控制台应用程序，在同一个程序中显示Task, Task. waitall ()， async和await操作符的用法。

这个小提琴应该清楚你的执行周期的概念。

下面是示例代码

using System;
using System.Threading.Tasks;

public class Program
{
    public static void Main()
    {               
        var a = MyMethodAsync(); //Task started for Execution and immediately goes to Line 19 of the code. Cursor will come back as soon as await operator is met       
        Console.WriteLine("Cursor Moved to Next Line Without Waiting for MyMethodAsync() completion");
        Console.WriteLine("Now Waiting for Task to be Finished");       
        Task.WaitAll(a); //Now Waiting      
        Console.WriteLine("Exiting CommandLine");       
    }

    public static async Task MyMethodAsync()
    {
        Task<int> longRunningTask = LongRunningOperation();
        // independent work which doesn't need the result of LongRunningOperationAsync can be done here
        Console.WriteLine("Independent Works of now executes in MyMethodAsync()");
        //and now we call await on the task 
        int result = await longRunningTask;
        //use the result 
        Console.WriteLine("Result of LongRunningOperation() is " + result);
    }

    public static async Task<int> LongRunningOperation() // assume we return an int from this long running operation 
    {
        Console.WriteLine("LongRunningOperation() Started");
        await Task.Delay(2000); // 2 second delay
        Console.WriteLine("LongRunningOperation() Finished after 2 Seconds");
        return 1;
    }   

}

来自输出窗口的跟踪:

解释

下面是一个高层async/await的快速示例。除此之外，还有很多细节需要考虑。

注意:Task.Delay(1000)模拟工作1秒。我认为最好将此视为等待来自外部资源的响应。由于我们的代码正在等待响应，系统可以将正在运行的任务设置到一边，并在完成后返回到它。同时，它可以在该线程上做一些其他工作。

在下面的例子中，第一个块正是这样做的。它立即启动所有任务(Task。延迟线)，并把它们放到一边。代码将在await一行上暂停，直到1秒的延迟完成，然后才进入下一行。由于b、c、d和e几乎与a同时开始执行(由于缺少await)，因此在本例中它们应该大致同时完成。

在下面的例子中，第二个块正在启动一个任务，并在开始后续任务之前等待它完成(这就是await所做的)。每次迭代需要1秒。await是暂停程序并在继续之前等待结果。这是第一块和第二块的主要区别。

例子

Console.WriteLine(DateTime.Now);

// This block takes 1 second to run because all
// 5 tasks are running simultaneously
{
    var a = Task.Delay(1000);
    var b = Task.Delay(1000);
    var c = Task.Delay(1000);
    var d = Task.Delay(1000);
    var e = Task.Delay(1000);

    await a;
    await b;
    await c;
    await d;
    await e;
}

Console.WriteLine(DateTime.Now);

// This block takes 5 seconds to run because each "await"
// pauses the code until the task finishes
{
    await Task.Delay(1000);
    await Task.Delay(1000);
    await Task.Delay(1000);
    await Task.Delay(1000);
    await Task.Delay(1000);
}
Console.WriteLine(DateTime.Now);

输出:

5/24/2017 2:22:50 PM
5/24/2017 2:22:51 PM (First block took 1 second)
5/24/2017 2:22:56 PM (Second block took 5 seconds)

关于SynchronizationContext的额外信息

注意:这就是我感到有点模糊的地方，所以如果我错了什么，请纠正我，我会更新答案。对它的工作原理有一个基本的了解是很重要的，但只要你从来没有使用过ConfigureAwait(false)，你也可以成为这方面的专家，尽管我认为你可能会失去一些优化的机会。

有一个方面使得异步/等待概念有点难以掌握。事实上，在这个例子中，这一切都发生在同一个线程上(或者至少在SynchronizationContext方面看起来是同一个线程)。默认情况下，await将恢复运行它的原始线程的同步上下文。例如，在ASP中。NET中你有一个HttpContext，当请求进入时它被绑定到一个线程上。此上下文包含特定于原始Http请求的内容，例如原始request对象，其中包含语言、IP地址、报头等内容。如果你在处理过程中切换线程，你可能会在不同的HttpContext中尝试从这个对象中提取信息，这可能是灾难性的。如果您知道您不会将上下文用于任何事情，您可以选择“不关心”它。这基本上允许您的代码在单独的线程上运行，而无需带上下文。

你如何做到这一点?默认情况下，await a;代码实际上做了一个假设，你想要捕获和恢复上下文:

await a; //Same as the line below
await a.ConfigureAwait(true);

如果你想让主代码在没有原始上下文的情况下继续在一个新线程上运行，你只需使用false而不是true，这样它就知道它不需要恢复上下文。

await a.ConfigureAwait(false);

在程序暂停之后，它可能会继续在一个具有不同上下文的完全不同的线程上运行。这就是性能改进的来源——它可以在任何可用的线程上继续运行，而不必恢复它开始时的原始上下文。

这些东西让人困惑吗?地狱耶!你能算出来吗?可能!一旦你掌握了概念，然后转向Stephen Cleary的解释，它往往更适合那些已经对async/await有技术理解的人。

根据我的理解，async和await所做的主要事情之一是使代码易于编写和阅读。

它们是为了让异步代码易于编写和阅读。

这和生成后台线程来执行长时间逻辑是一样的吗?

一点也不。

//我不明白为什么这个方法必须被标记为'async'。

async关键字启用await关键字。所以任何使用await的方法都必须被标记为async。

// DoSomethingAsync()方法在5秒休眠后到达该行。难道不应该立即到达吗?

不会，因为异步方法默认情况下不会在另一个线程上运行。

//是否在后台线程上执行?

No.

你可能会发现我的async/await介绍很有用。官方MSDN文档也非常好(尤其是TAP部分)，异步团队还发布了一个很好的FAQ。