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)。

public static void Main(string[] args)
{
    string result = DownloadContentAsync().Result;
    Console.ReadKey();
}

// You use the async keyword to mark a method for asynchronous operations.
// The "async" modifier simply starts synchronously the current thread. 
// What it does is enable the method to be split into multiple pieces.
// The boundaries of these pieces are marked with the await keyword.
public static async Task<string> DownloadContentAsync()// By convention, the method name ends with "Async
{
    using (HttpClient client = new HttpClient())
    {
        // When you use the await keyword, the compiler generates the code that checks if the asynchronous operation is finished.
        // If it is already finished, the method continues to run synchronously.
        // If not completed, the state machine will connect a continuation method that must be executed WHEN the Task is completed.


        // Http request example. 
        // (In this example I can set the milliseconds after "sleep=")
        String result = await client.GetStringAsync("http://httpstat.us/200?sleep=1000");

        Console.WriteLine(result);

        // After completing the result response, the state machine will continue to synchronously execute the other processes.


        return result;
    }
}

异步&等待简单的解释

简单的类比

一个人可能会等早班火车。这就是他们所做的一切，因为这是他们目前正在执行的主要任务。(同步编程(你通常做的事情!))

另一些人可能在等早班火车的时候，抽着烟，喝着咖啡。(异步编程)

什么是异步编程?

异步编程是指程序员选择在与主线程执行分开的线程上运行一些代码，然后在执行完成时通知主线程。

async关键字实际上做什么?

在方法名前加上async关键字，例如

async void DoSomething(){ . . .

允许程序员在调用异步任务时使用await关键字。这就是它所做的。

为什么这很重要?

在许多软件系统中，主线程专门用于与用户界面相关的操作。如果我正在运行一个非常复杂的递归算法，需要5秒才能在我的计算机上完成，但我在主线程(UI线程)上运行这个，当用户试图单击我的应用程序上的任何东西时，它将出现冻结，因为我的主线程已经排队，目前正在处理太多的操作。因此，主线程无法处理从鼠标点击到从按钮点击运行的方法。

什么时候使用Async和Await?

在不涉及用户界面的情况下，最好使用异步关键字。

假设你正在编写一个程序，允许用户在手机上画草图，但是每隔5秒它就会在互联网上查看天气。

我们应该等待呼叫，轮询每5秒呼叫一次网络以获取天气，因为应用程序的用户需要保持与移动触摸屏的交互以绘制漂亮的图片。

如何使用Async和Await

从上面的例子，下面是一些如何编写它的伪代码:

    //ASYNCHRONOUS
    //this is called using the await keyword every 5 seconds from a polling timer or something.

    async Task CheckWeather()
    {
        var weather = await GetWeather();
        //do something with the weather now you have it
    }

    async Task<WeatherResult> GetWeather()
    {

        var weatherJson = await CallToNetworkAddressToGetWeather();
        return deserializeJson<weatherJson>(weatherJson);
    }

    //SYNCHRONOUS
    //This method is called whenever the screen is pressed
    void ScreenPressed()
    {
        DrawSketchOnScreen();
    }

附加说明-更新

我忘了在我最初的笔记中提到，在c#中，你只能等待被包裹在任务中的方法。例如，你可以等待这个方法:

// awaiting this will return a string.
// calling this without await (synchronously) will result in a Task<string> object.
async Task<string> FetchHelloWorld() {..

你不能等待不是任务的方法，像这样:

async string FetchHelloWorld() {..

请随意查看Task类的源代码。

也许我的见解是相关的。Async告诉编译器要特别对待一个函数，这个函数是可挂起/可恢复的，它以某种方式保存状态。Await暂停了一个功能，但也是一种执行纪律的方式，是限制性的;你需要指定你在等待什么，你不能无故挂起，这使得代码更有可读性，也许也更有效率。这就引出了另一个问题。为什么不等待多件事，为什么一次只等待一件事?我相信这是因为这样的模式已经建立起来了，而程序员们遵循的是最小惊讶的原则。这里存在着模棱两可的可能性:您是满足其中一个条件，还是希望所有条件都得到满足，也许只是其中一些?

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。

下面是通过打开对话框读取excel文件的代码，然后使用async和等待运行异步代码，从excel逐行读取并绑定到网格

namespace EmailBillingRates
{
    public partial class Form1 : Form
    {
        public Form1()
        {
            InitializeComponent();
            lblProcessing.Text = "";
        }

        private async void btnReadExcel_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            string filename = OpenFileDialog();

            Microsoft.Office.Interop.Excel.Application xlApp = new Microsoft.Office.Interop.Excel.Application();
            Microsoft.Office.Interop.Excel.Workbook xlWorkbook = xlApp.Workbooks.Open(filename);
            Microsoft.Office.Interop.Excel._Worksheet xlWorksheet = xlWorkbook.Sheets[1];
            Microsoft.Office.Interop.Excel.Range xlRange = xlWorksheet.UsedRange;
            try
            {
                Task<int> longRunningTask = BindGrid(xlRange);
                int result = await longRunningTask;

            }
            catch (Exception ex)
            {
                MessageBox.Show(ex.Message.ToString());
            }
            finally
            {
                //cleanup  
               // GC.Collect();
                //GC.WaitForPendingFinalizers();

                //rule of thumb for releasing com objects:  
                //  never use two dots, all COM objects must be referenced and released individually  
                //  ex: [somthing].[something].[something] is bad  

                //release com objects to fully kill excel process from running in the background  
                Marshal.ReleaseComObject(xlRange);
                Marshal.ReleaseComObject(xlWorksheet);

                //close and release  
                xlWorkbook.Close();
                Marshal.ReleaseComObject(xlWorkbook);

                //quit and release  
                xlApp.Quit();
                Marshal.ReleaseComObject(xlApp);
            }

        }

        private void btnSendEmail_Click(object sender, EventArgs e)
        {

        }

        private string OpenFileDialog()
        {
            string filename = "";
            OpenFileDialog fdlg = new OpenFileDialog();
            fdlg.Title = "Excel File Dialog";
            fdlg.InitialDirectory = @"c:\";
            fdlg.Filter = "All files (*.*)|*.*|All files (*.*)|*.*";
            fdlg.FilterIndex = 2;
            fdlg.RestoreDirectory = true;
            if (fdlg.ShowDialog() == DialogResult.OK)
            {
                filename = fdlg.FileName;
            }
            return filename;
        }

        private async Task<int> BindGrid(Microsoft.Office.Interop.Excel.Range xlRange)
        {
            lblProcessing.Text = "Processing File.. Please wait";
            int rowCount = xlRange.Rows.Count;
            int colCount = xlRange.Columns.Count;

            // dt.Column = colCount;  
            dataGridView1.ColumnCount = colCount;
            dataGridView1.RowCount = rowCount;

            for (int i = 1; i <= rowCount; i++)
            {
                for (int j = 1; j <= colCount; j++)
                {
                    //write the value to the Grid  
                    if (xlRange.Cells[i, j] != null && xlRange.Cells[i, j].Value2 != null)
                    {
                         await Task.Delay(1);
                         dataGridView1.Rows[i - 1].Cells[j - 1].Value =  xlRange.Cells[i, j].Value2.ToString();
                    }

                }
            }
            lblProcessing.Text = "";
            return 0;
        }
    }

    internal class async
    {
    }
}