C#如何实现异步操作

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.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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