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上一篇文章(什么是.Net的異步機制(委托Delegate) - step 1)中,我已經(jīng)解釋了什么是異步編程,那么現在我們就開(kāi)始具體的說(shuō)怎樣異步編程.

 

我們怎樣進(jìn)行異步編程/開(kāi)發(fā)?

 

現在擴充下上篇文章的類(lèi)(AsyncTest),提供更多的例子并從中做下簡(jiǎn)單的對比, 從新的認識下異步的內部機制,下面我們增加一個(gè)新的委托

1步,我們添加一個(gè)新方法(計算年薪YearlySalary)

public decimal YearlySalary(decimal salary, int monthCount, decimal bonus);

2步,為這個(gè)方法增加異步的功能,這樣我們仍然使用委托(Delegate)

public delegate decimal SalaryEventHandler(decimal salary, int monthCount, decimal bonus);

 

經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單修改后,下面是我們新的AsyncTest類(lèi)

Code1

 1

//我們使用委托來(lái)提供.Net的異步機制
 2

public delegate string AsyncEventHandler(string name); // 對應Hello 方法
 3

public delegate decimal SalaryEventHandler(decimal salary, int monthCount, decimal bonus); // 對應YearlySalary方法
 4

public class AsyncTest
 5

{
 6

    public string Hello(string name)
 7

    

{
 8

        return "Hello:" + name;
 9

    }
10

11

    /**//// <summary>
12

    /// 計算一年的薪水
13

    /// </summary>
14

    /// <param name="salary">月薪</param>
15

    /// <param name="monthCount">一年支付月數量</param>
16

    /// <param name="bonus">獎金</param>
17

    /// <returns></returns>
18

    public decimal YearlySalary(decimal salary, int monthCount, decimal bonus)
19

    

{
20

        //添加輔助方法,查看當前的線(xiàn)程ID
21

        Console.WriteLine("Thread ID:#{0}", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
22

23

        return salary * monthCount + bonus;
24

    }
25

}

 

這里用.NET Reflector 5 來(lái)反編譯,之所以用這個(gè),因為比微軟的會(huì )更加清晰明了.如果想了解這個(gè)工具的朋友可查看(http://reflector.red-gate.com/)

圖1

開(kāi)始我先對圖1中的小圖標進(jìn)行個(gè)簡(jiǎn)單的解釋

 = 類(lèi)(Class)   

= 類(lèi)繼承的基類(lèi) 

= sealed(委托)

 = 類(lèi)的構造函數 

= 方法 

= virtual方法

 

下面我們先比較下SalaryEventHandler與 AsyncEventHandler委托的異同.

1)      SalaryEventHandler

public delegate decimal SalaryEventHandler(decimal salary, int monthCount, decimal bonus);

圖2.1

編譯器生成的類(lèi)Code2.1(圖2.1)
Code 2.1

 1

    public sealed class SalaryEventHandler : MulticastDelegate
 2

    

{
 3

        public SalaryEventHandler(object @object, IntPtr method)
 4

        

{

.}
 5

        public virtual IAsyncResult BeginInvoke(decimal salary, int monthCount, decimal bonus,
 AsyncCallback callback, object @object)
 6

        

{

}
 7

        public virtual decimal EndInvoke(IAsyncResult result)
 8

        

{

}
 9

        public virtual decimal Invoke(decimal salary, int monthCount, decimal bonus)
10

        

{

}
11

    }

2)      AsyncEventHandler

public delegate string AsyncEventHandler(string name);

圖2.2

編譯器生成的類(lèi)Code2.2(圖2.2)

Code2.2

 1

    public sealed class AsyncEventHandler : MulticastDelegate
 2

    

{
 3

        public AsyncEventHandler(object @object, IntPtr method)
 4

        

{

.}
 5

        public virtual IAsyncResult BeginInvoke(string name, AsyncCallback callback, object @object)
 6

        

{

}
 7

        public virtual string EndInvoke(IAsyncResult result)
 8

        

{

}
 9

        public virtual string Invoke(string name)
10

        

{

}
11

    }

 

對比兩個(gè)委托(事實(shí)上是一個(gè)sealed 的類(lèi)),都繼承于System.MuliticaseDelegate, 三個(gè)virtual的 Invoke / BeginInvoke / EndInvoke 方法.

//同步方法

Invoke : 參數的個(gè)數,類(lèi)型, 返回值都不相同

 

 

//異步方法,作為一組來(lái)說(shuō)明

BeginInvoke : 參數的個(gè)數和類(lèi)型不同,返回值相同

EndInvoke : 參數相同,返回值不同

 

這里我們先介紹下 Invoke這個(gè)方法, 我們用SalaryEventHandler委托為例(直接調用Code 1 的類(lèi))

Code 3

 1

class Program
 2

{
 3

    static void Main(string[] args)
 4

    

{
 5

        //添加輔助方法,查看當前的線(xiàn)程ID
 6

        Console.WriteLine("Main Thread ID:#{0}", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
 7

 8

        AsyncTest test = new AsyncTest();
 9

        //[1],我們習慣的調用方式
10

        decimal v1 = test.YearlySalary(100000, 15, 100000);
11

        //使用委托調用
12

        SalaryEventHandler salaryDelegate = test.YearlySalary;
13

        //[2],編譯器會(huì )自動(dòng)的把[2]轉變成[3]Invoke的調用方式,[2]和[3]是完全相同的
14

        decimal v2 = salaryDelegate(100000, 15, 100000);
15

        //[3]
16

        decimal v3 = salaryDelegate.Invoke(100000, 15, 100000);
17

18

        Console.WriteLine("V1:{0},V2:{1},V3:{2}", v1, v2, v3);
19

        Console.ReadLine(); // 讓黑屏等待,不會(huì )直接關(guān)閉..
20

    }
21

}

輸出的結果

圖3

從結果可以看出,他們是同一個(gè)線(xiàn)程調用的(都是#10).這就說(shuō)明[1],[2],[3]是同步調用

[2],[3]對比[1], 只不過(guò)[2],[3]是通過(guò)委托的方式(其實(shí)我們可以說(shuō)成“通過(guò)代理的方式完成”),[1]是直接的調用.舉一個(gè)我們平常生活中例子:買(mǎi)機票，我們到代理點(diǎn)購買(mǎi)機票而不是直接跑到機場(chǎng)購買(mǎi),就好像我們叫別人幫我們買(mǎi)機票一樣,最后到手的機票是一樣的, SalaryEventHandler就是我們的代理點(diǎn).所以用”代理”的方式還是直接調用的方式,他們提供的參數和返回值必須是一樣的.

 

接下來(lái)我們開(kāi)始講異步機制核心的兩個(gè)方法BeginInvoke/EndInvoke,他們作為一個(gè)整體來(lái)完成Invoke方法的調用,不同于Inoke方法的是他們是異步執行(另外開(kāi)一個(gè)線(xiàn)程執行)的,下面先解釋下他們的作用

BeginInvoke : 開(kāi)始一個(gè)異步的請求,調用線(xiàn)程池中一個(gè)線(xiàn)程來(lái)執行
EndInvoke : 完成異步的調用, 處理返回值 和 異常錯誤.

注意: BeginInvoke和EndInvoke必須成對調用.即使不需要返回值，但EndInvoke還是必須調用，否則可能會(huì )造成內存泄漏.

我們來(lái)對比下 SalaryEventHandler與 AsyncEventHandler委托反編譯BeginInoke后的異同.

SalaryEventHandler 委托:

public virtual IAsyncResult BeginInvoke(decimal salary, int monthCount, decimal bonus, AsyncCallback callback, object @object)

AsyncEventHandler 委托:

public virtual IAsyncResult BeginInvoke(string name, AsyncCallback callback, object @object)

 

可以看出參數的個(gè)數和類(lèi)型是不同的,我們把焦點(diǎn)放到他們的相同點(diǎn)上,

1,返回值是相同的: 返回IAsyncResult 對象(異步的核心). IAsyncResult是什么呢? 簡(jiǎn)單的說(shuō),他存儲異步操作的狀態(tài)信息的一個(gè)接口,也可以用他來(lái)結束當前異步.具體的可以看下 http://msdn.microsoft.com/zh-cn/library/system.iasyncresult(VS.80).aspx

 

2,編譯器會(huì )根據委托的參數個(gè)數和類(lèi)型生成相應的BeginInvoke方法,只有最后兩個(gè)參數是永遠相同的,他提供一個(gè)AsyncCallback 委托(public delegate void AsyncCallback(IAsyncResult ar);) 和一個(gè) Object 對象.

 

我們再來(lái)看看EndInvoke的異同.

SalaryEventHandler 委托:

public virtual decimal EndInvoke(IAsyncResult result)

AsyncEventHandler 委托:

public virtual string EndInvoke(IAsyncResult result)

 

EndInvoke的參數是一樣的, 唯一是在是返回值不同(他們會(huì )根據自己委托的返回值類(lèi)型生成自己的類(lèi)型)

 

好,下面我會(huì )通過(guò)例子來(lái)說(shuō)明BeginInvoke/EndInvoke,還是使用SalaryEventHandler委托為例(直接調用Code 1 的類(lèi))

 

.Net Framework 提供了兩種方式來(lái)使用異步方法

第一種: 通過(guò)IAsyncResult 對象

Code 4.1

 1

class Program
 2

{
 3

    static IAsyncResult asyncResult;
 4

 5

    static void Main(string[] args)
 6

    

{
 7

 8

        AsyncTest test = new AsyncTest();
 9

        SalaryEventHandler dele = test.YearlySalary;
10

        //異步方法開(kāi)始執行,返回IAsyncResult(存儲異常操作的狀態(tài)信息) 接口,同時(shí)EndInvoke 方法也需要他來(lái)作為參數來(lái)結束異步調用
11

        asyncResult = dele.BeginInvoke(100000, 15, 100000, null, null);
12

        //獲取返回值
13

        decimal val = GetResult();
14

        Console.WriteLine(val);
15

        Console.ReadLine(); // 讓黑屏等待,不會(huì )直接關(guān)閉..
16

    }
17

18

    static decimal GetResult()
19

    

{
20

        decimal val = 0;
21

        //獲取原始的委托對象:先是獲取AsyncResult對象,再根據他的AsyncDelegate屬性來(lái)調用當前的(那一個(gè))委托對象
22

        AsyncResult result = (AsyncResult)asyncResult;
23

        SalaryEventHandler salDel = (SalaryEventHandler)result.AsyncDelegate;
24

25

        //調用EndInvoke獲取返回值
26

        val = salDel.EndInvoke(asyncResult);
27

28

        return val;
29

    }
30

}

第二種: 通過(guò)回調函數. 使用倒數第二個(gè)參數AsyncCallback 委托(public delegate void AsyncCallback(IAsyncResult ar);) ,建議使用這種方法.

Code 4.2

 1

class Program
 2

{
 3

    static void Main(string[] args)
 4

    

{
 5

        AsyncTest test = new AsyncTest();
 6

        SalaryEventHandler dele = test.YearlySalary;
 7

 8

        //異步方法開(kāi)始執行,使用BeginInvoke 倒數第二個(gè)參數(AsyncCallback委托對象) ,而不用返回值
 9

        dele.BeginInvoke(100000, 15, 100000, GetResultCallBack, null);
10

        //和上面相同的
11

        //AsyncCallback callback = new AsyncCallback(GetResultCallBack);
12

        //dele.BeginInvoke(100000, 15, 100000, callback, null);
13

14

        Console.ReadLine(); // 讓黑屏等待,不會(huì )直接關(guān)閉..
15

    }
16

17

    //必須遵循AsyncCallback 委托的定義:返回值為空,一個(gè)IAsyncResult對象參數
18

    static void GetResultCallBack(IAsyncResult asyncResult)
19

    

{
20

        decimal val = 0;
21

        //獲取原始的委托對象
22

        AsyncResult result = (AsyncResult)asyncResult;
23

        SalaryEventHandler salDel = (SalaryEventHandler)result.AsyncDelegate;
24

25

        //調用EndInvoke獲取返回值
26

        val = salDel.EndInvoke(asyncResult);
27

28

        Console.WriteLine(val);
29

    }
30

}

 

BeginInvoke最后一個(gè)參數是做什么的呢?我把Code 4.2 方法修改下.

Code 4.3

 1

class Program
 2

{
 3

    static void Main(string[] args)
 4

    

{
 5

        AsyncTest test = new AsyncTest();
 6

        SalaryEventHandler dele = test.YearlySalary;
 7

 8

        //異步方法開(kāi)始執行,看最后一個(gè)參數(Object對象) [Note1:],這里我們傳遞2000(int)
 9

        dele.BeginInvoke(100000, 15, 100000, GetResultCallBack, 2000);
10

11

        Console.ReadLine(); // 讓黑屏等待,不會(huì )直接關(guān)閉..
12

    }
13

14

    static void GetResultCallBack(IAsyncResult asyncResult)
15

    

{
16

        //[Note1:],他的作用就是來(lái) "傳遞額外的參數",因為他本身是Object對象,我們可以傳遞任何對象
17

        int para = (int)asyncResult.AsyncState;
18

        Console.WriteLine(para);//輸出:2000
19

    }
20

}

 

異步的異常處理

接下來(lái)再講講EndInvoke,獲取最后的返回值之外,他的一個(gè)重要的應用在”引發(fā)異常來(lái)從異步操作返回異常”

Code 5

 1

class Program
 2

{
 3

    static void Main(string[] args)
 4

    

{
 5

        AsyncTest test = new AsyncTest();
 6

        SalaryEventHandler dele = test.YearlySalary;
 7

 8

        dele.BeginInvoke(100000, 15, 100000, GetResultCallBack, null);
 9

        Console.ReadLine(); // 讓黑屏等待,不會(huì )直接關(guān)閉..
10

    }
11

12

    static void GetResultCallBack(IAsyncResult asyncResult)
13

    

{
14

        decimal val = 0;
15

        //獲取原始的委托對象
16

        AsyncResult result = (AsyncResult)asyncResult;
17

        SalaryEventHandler salDel = (SalaryEventHandler)result.AsyncDelegate;
18

        try
19

        

{
20

            //如果EndInvoke發(fā)生異常,會(huì )在EndInvoke得到原始的異常.
21

            val = salDel.EndInvoke(asyncResult);
22

            Console.WriteLine(val);
23

        }
24

        catch (Exception ex)
25

        

{
26

            Console.WriteLine(ex.Message);
27

        }
28

    }
29

}
30

public delegate decimal SalaryEventHandler(decimal salary, int monthCount, decimal bonus); // 對應YearlySalary方法
31

public class AsyncTest
32

{
33

    public decimal YearlySalary(decimal salary, int monthCount, decimal bonus)
34

    

{
35

        throw new Exception("error"); //引發(fā)異常
36

        return salary * monthCount + bonus;
37

    }
38

}

 

我們主動(dòng)在YearlySalary方法中引發(fā)異常,BeginInvoke開(kāi)始異步調用的時(shí)候捕獲到了這個(gè)異常,.Net Framework會(huì )在EndInvoke得到原始的異常.

 

說(shuō)到這里,大家是否可以簡(jiǎn)單的應用委托來(lái)開(kāi)始自己的異步操作呢? 下面看看我是怎樣為我自己的類(lèi)添加異步的.

第1步, 類(lèi)的定義,需要遵循.Net Framework 的規則

1)同步和異步是同時(shí)并存的

2)從最上面的兩個(gè)委托SalaryEventHandler與 AsyncEventHandler生成的BeginInvoke / EndInvoke 對比中看出,我們也來(lái)定義我們自己的異步方法,我們遵循微軟設計師異步方法設計的規則,Begin+同步方法名 / End+同步方法名

BeginXXX 必須返回IAsyncResult對象,后兩位參數必須為AsyncCallback callback, object state,前面的參數和同步方法的參數一樣

EndXXX 參數必須為IAsyncResult對象,返回值為同步方法的返回值

 

Code 6.1

 1

public class AsyncTest
 2

{
 3

    private delegate string AsyncEventHandler(string name);
 4

    private AsyncEventHandler _Async;
 5

    public string Hello(string name)
 6

    

{
 7

        return "Hello:" + name;
 8

    }
 9

10

    //按照.Net Framework的規則 ,編寫(xiě)我們自己的BeginInvoke方法
11

    public virtual IAsyncResult BeginHello(string name, AsyncCallback callback, object state)
12

    

{
13

        AsyncEventHandler del = Hello;
14

15

        this._Async = del;
16

17

        return del.BeginInvoke(name, callback, state);
18

    }
19

    //編寫(xiě)我們自己的EndInvoke方法
20

    public virtual string EndHello(IAsyncResult asyncResult)
21

    

{
22

        if (asyncResult == null)
23

            throw new ArgumentNullException("asyncResult");
24

        if (this._Async == null)
25

            throw new ArgumentException("_Async");
26

27

        string val = string.Empty;
28

        try
29

        

{
30

            val = this._Async.EndInvoke(asyncResult);
31

        }
32

        finally
33

        

{
34

            this._Async = null;
35

        }
36

        return val;
37

    }
38

}

 

第2步: 調用我們編寫(xiě)的類(lèi)

Code 6.2

 1

class Program
 2

{
 3

    static void Main(string[] args)
 4

    

{
 5

        AsyncTest test = new AsyncTest();
 6

        //使用回調函數,就是上面提到的"第二種"
 7

        AsyncCallback callback = new AsyncCallback(OnHelloCallback);
 8

        test.BeginHello("Andy Huang", callback, test);
 9

        //和上面一樣
10

        //IAsyncResult result = test.BeginHello("Andy Huang", OnHelloCallback, test);
11

12

        Console.ReadLine(); // 讓黑屏等待,不會(huì )直接關(guān)閉..
13

    }
14

15

    static void OnHelloCallback(IAsyncResult asyncResult)
16

    

{
17

        //獲取額外的參數
18

        AsyncTest obj = (AsyncTest)asyncResult.AsyncState;
19

        string val = obj.EndHello(asyncResult);
20

        Console.WriteLine(val);
21

    }
22

}

 

附:Hello的方法的異步重構在下面的代碼中可以下載到.

 

下一篇中我們會(huì )說(shuō)說(shuō)異步中的一些高級應用,異步的核心,還有微軟.Net Framework 為我們提供的各種類(lèi)中(具有異步方法的類(lèi)),我們是怎么使用這些方法的.最后要提醒下大家:濫用異步,會(huì )影響性能,而且增加編程難度

以上有word 文檔直接粘貼,排版可能不太看,你可以通過(guò)下面來(lái)下載相應的代碼/文檔

1,文檔

2,代碼 (VS2008開(kāi)發(fā),.Net Framework 2.0(C Sharp)編寫(xiě))