C# 异步 - 它是如何工作的?
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27-09-2019 - |
题
微软宣布 Visual Studio 异步 CTP 今天(2010 年 10 月 28 日)介绍 async
和 await
C#/VB 中的关键字用于异步方法执行。
首先我认为编译器将关键字翻译为线程的创建,但根据 白皮书 和安德斯·海尔斯伯格的 PDC演示 (31:00)异步操作完全发生在主线程上。
如何在同一线程上并行执行操作?它在技术上如何可行?该功能在 IL 中实际翻译的是什么?
解决方案
它的工作原理类似于 yield return
C# 2.0 中的关键字。
异步方法实际上并不是普通的顺序方法。它被编译成具有某种状态的状态机(对象)(局部变量被转换为对象的字段)。两次使用之间的每个代码块 await
是状态机的一个“步骤”。
这意味着当该方法启动时,它只运行第一步,然后状态机返回并安排一些要完成的工作 - 当工作完成时,它将运行状态机的下一步。例如这段代码:
async Task Demo() {
var v1 = foo();
var v2 = await bar();
more(v1, v2);
}
会被翻译成这样:
class _Demo {
int _v1, _v2;
int _state = 0;
Task<int> _await1;
public void Step() {
switch(this._state) {
case 0:
this._v1 = foo();
this._await1 = bar();
// When the async operation completes, it will call this method
this._state = 1;
op.SetContinuation(Step);
case 1:
this._v2 = this._await1.Result; // Get the result of the operation
more(this._v1, this._v2);
}
}
重要的是它只使用 SetContinuation
方法来指定当操作完成时,它应该调用 Step
再次方法(并且该方法知道它应该使用 _state
场地)。你可以很容易地想象到 SetContinuation
会是这样的 btn.Click += Step
, ,它将完全在单个线程上运行。
C# 中的异步编程模型非常接近 F# 异步工作流程(事实上,除了一些技术细节之外,本质上是同一件事),并且使用以下代码编写反应式单线程 GUI 应用程序 async
是一个非常有趣的领域 - 至少我这么认为 - 例如参见 本文 (也许我现在应该写一个 C# 版本:-))。
翻译类似于迭代器(和 yield return
)而且事实上,很早以前在 C# 中就可以使用迭代器来实现异步编程。我写 一篇关于那个的文章 不久前 - 我认为它仍然可以让您了解翻译的工作原理。
其他提示
如何在同一线程上并行执行操作?
你不能。 异步不是“并行”或“并发”. 。异步可能通过并行性来实现,也可能不是。它可以通过以下方式实现:将工作分解为小块,将每个工作块放入队列中,然后在线程碰巧没有执行任何其他操作时执行每个工作块。
我的博客上有一系列关于所有这些东西如何工作的文章;与这个问题直接相关的问题可能会在下周四出现。手表
http://blogs.msdn.com/b/ericlippert/archive/tags/async/
了解详情。
据我了解,什么是 async
和 await
关键字所做的是每次 async
方法采用 await
关键字,编译器会将方法的其余部分转换为异步操作完成时安排的延续。这允许 async
方法立即返回调用者并在异步部分完成后恢复工作。
根据现有的文件,有很多细节,但除非我弄错了,这就是它的要点。
在我看来,异步方法的目的不是并行运行大量代码,而是将异步方法分成许多小块,可以根据需要调用。关键点是编译器将使用任务/延续处理回调的所有复杂连接。这不仅降低了复杂性,而且允许异步方法或多或少像传统同步代码一样编写。