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C#異步編程概述

Windows應(yīng)用程序編程中常見的一個(gè)模式就是，在GUI用戶界面下，將耗時(shí)的文件和網(wǎng)絡(luò)處理放入子線程，以避免用戶界面不能響應(yīng)的問題。在.NET出現(xiàn)以前，創(chuàng)建線程并監(jiān)視線程結(jié)束，還要更新界面等工作，即復(fù)雜又要手寫大量代碼，并且難以調(diào)試。在.NET中，程序員可以通過異步調(diào)用，使用簡(jiǎn)單的代碼完成這項(xiàng)工作。

.NET Framework允許異步調(diào)用任何方法。使用異步調(diào)用之前，要定義一個(gè)委托，它的方法簽名要與調(diào)用方法簽名一致。.NET會(huì)自動(dòng)產(chǎn)生此委托的BeginInvoke和EndInvoke方法。

BeginInvoke方法用于啟動(dòng)異步調(diào)用。它除了具有調(diào)用方法相同的參數(shù)外，還附加了兩個(gè)額外的參數(shù)，這兩個(gè)額外參數(shù)將用于回調(diào)方法。 BeginInvoke執(zhí)行后立即返回，并不等待異步調(diào)用完成。 BeginInvoke返回一個(gè)IAsyncResult接口，它可以用于監(jiān)視調(diào)用的進(jìn)度。EndInvoke方法被用來獲取異步調(diào)用的結(jié)果。在BeginInvoke執(zhí)行以后，任何時(shí)間都可以調(diào)用EndInvoke。如果異步調(diào)用尚未完成，EndInvoke會(huì)被阻塞，直到異步調(diào)用完成。EndInvoke帶有一個(gè)IAsyncResult接口類型的參數(shù)，并返回一個(gè)IAsyncResult接口，用來獲取調(diào)用結(jié)果。

本文中的代碼演示了使用BeginInvoke和EndInvoke進(jìn)行異步調(diào)用的四種常見調(diào)用方式。在調(diào)用BeginInvoke之后，您可以：

    1.完成一些其它工作，然后調(diào)用EndInvoke，等待異步調(diào)用完成。
    2.使用IAsyncResult.AsyncWaitHandle獲取一個(gè)WaitHandle，使用它的WaitOne方法執(zhí)行阻塞調(diào)用，完成后再調(diào)用EndInvoke。
    3.輪詢BeginInvoke返回的IAsyncResult接口，在異步調(diào)用完成后，再調(diào)用EndInvoke。
    4.給BeginInvoke傳遞一個(gè)回調(diào)方法的委托，異步調(diào)用完成后，這個(gè)回調(diào)方法會(huì)在ThreadPool線程上執(zhí)行，可以在這個(gè)方法內(nèi)調(diào)用EndInvoke。

警告：異步調(diào)用完成后，必須調(diào)用EndInvoke。

測(cè)試方法和異步委托

在以下代碼中，都使用同一個(gè)耗時(shí)的測(cè)試方法TestMethod。此方法向控制臺(tái)輸出信息，顯示其開始執(zhí)行，睡眠幾秒鐘，結(jié)束執(zhí)行。TestMethod包含一個(gè)out參數(shù)，BeginInvoke和EndInvoke會(huì)同樣包括它，你將來可以自己添加ref參數(shù)。


以下為TestMethod方法和它的委托。

    注意：為了便于說明，TestMethod被定義與與main（）不同的一個(gè)類當(dāng)中。當(dāng)然，TestMethod也可以定義為一個(gè)與Main（）方法同一個(gè)類當(dāng)中的靜態(tài)方法。


using System;
using System.Threading;

public class AsyncDemo {
    // 異步調(diào)用方法
    public string TestMethod(int callDuration, out int threadId) {
        Console.WriteLine("Test method begins.");
        Thread.Sleep(callDuration);
        threadId = AppDomain.GetCurrentThreadId();
        return "MyCallTime was " + callDuration.ToString();
    }
}

// 委托和調(diào)用方法有相同的簽名
public delegate string AsyncDelegate(int callDuration, out int threadId);

眾代表的字符串AsyncDelegate（整數(shù)callDuration，OUT INT的ThreadID）;

調(diào)用EndInvoke，等待異步調(diào)用結(jié)束

異步調(diào)用最簡(jiǎn)單的方法是從BeginInvoke開始，在主線程中完成一些其它工作，然后調(diào)用EndInvoke，直到異步調(diào)用結(jié)束。對(duì)于文件和網(wǎng)絡(luò)操作，這個(gè)技術(shù)不錯(cuò)。但是，由于主線程被阻塞于EndInvoke，該技術(shù)不適于有用戶界面的應(yīng)用程序。

public class AsyncMain {
    static void Main(string[] args) {
        // 異步調(diào)用使用的線程id
        int threadId;

        // 產(chǎn)生類實(shí)例
        AsyncDemo ad = new AsyncDemo();

        // 產(chǎn)生委托
        AsyncDelegate dlgt = new AsyncDelegate(ad.TestMethod);
   
        // 開始異步調(diào)用
        IAsyncResult ar = dlgt.BeginInvoke(3000,
            out threadId, null, null);

        Thread.Sleep(0);
        Console.WriteLine("Main thread {0} does some work.",
            AppDomain.GetCurrentThreadId());

        // 調(diào)用EndInvoke，阻塞并等待完成
        string ret = dlgt.EndInvoke(out threadId, ar);

        Console.WriteLine("The call executed on thread {0}, with return value \"{1}\".", threadId, ret);
    }
}

使用WaitHandle等待異步調(diào)用結(jié)束

等待WaitHandle是一種常見的線程同步技術(shù)。BeginInvoke返回的IAsyncResult接口中，有一個(gè)AsyncWaitHandle屬性。通過調(diào)用它的WaitOne方法，等待異步調(diào)用結(jié)束。一旦異步調(diào)用結(jié)束，還可以有機(jī)會(huì)完成其它工作，最終調(diào)用EndInvoke并獲得異步調(diào)用結(jié)果。

public class AsyncMain {
    static void Main(string[] args) {
        // 異步調(diào)用使用的線程id
        int threadId;

        // 產(chǎn)生類實(shí)例
        AsyncDemo ad = new AsyncDemo();

        // 產(chǎn)生委托
        AsyncDelegate dlgt = new AsyncDelegate(ad.TestMethod);
   
        // 開始異步調(diào)用
        IAsyncResult ar = dlgt.BeginInvoke(3000,
            out threadId, null, null);

        Thread.Sleep(0);
        Console.WriteLine("Main thread {0} does some work.",
            AppDomain.GetCurrentThreadId());

        // 等待WaitHandle得到信號(hào)
        ar.AsyncWaitHandle.WaitOne();

        // 可以完成一些其它工作
        // 最后一定要調(diào)用EndInvoke
        string ret = dlgt.EndInvoke(out threadId, ar);

        Console.WriteLine("The call executed on thread {0}, with return value \"{1}\".", threadId, ret);
    }
}

輪詢異步調(diào)用何時(shí)完成

可以使用由BeginInvoke返回的IAsyncResult接口的IsCompleted屬性判斷調(diào)用是否結(jié)束。用戶界面線程可以輪詢異步調(diào)用狀態(tài)，同時(shí)又服務(wù)于用戶輸入。
 
public class AsyncMain {
    static void Main(string[] args) {
        // 異步調(diào)用使用的線程id
        int threadId;

        // 產(chǎn)生類實(shí)例
        AsyncDemo ad = new AsyncDemo();

        // 產(chǎn)生委托
        AsyncDelegate dlgt = new AsyncDelegate(ad.TestMethod);
   
        // 開始異步調(diào)用
        IAsyncResult ar = dlgt.BeginInvoke(3000,
            out threadId, null, null);
            
      // 輪詢
        while(ar.IsCompleted == false) {
            Thread.Sleep(10);
        }

          // 最后一定要調(diào)用EndInvoke
        string ret = dlgt.EndInvoke(out threadId, ar);

        Console.WriteLine("The call executed on thread {0}, with return value \"{1}\".", threadId, ret);
    }
}

在異步調(diào)用完成時(shí)執(zhí)行回調(diào)方法

如果啟動(dòng)異步調(diào)用的線程不需要異步調(diào)用返回的結(jié)果，可以在異步調(diào)用結(jié)束時(shí)在ThreadPool線程上執(zhí)行一個(gè)回調(diào)方法。通過AsyncCallback類型委托，將這個(gè)回調(diào)方法傳遞BeginInvoke。這個(gè)回調(diào)方法可以帶有一個(gè)對(duì)象，供它被調(diào)用時(shí)使用。例如，可以將啟動(dòng)異步調(diào)用的委托傳遞給回調(diào)方法，在回調(diào)方法被調(diào)用時(shí)，執(zhí)行EndInvoke。

public class AsyncMain {
    // Asynchronous method puts the thread id here.
    private static int threadId;

    static void Main(string[] args) {
        // 異步調(diào)用使用的線程id
        int threadId;

        // 產(chǎn)生類實(shí)例
        AsyncDemo ad = new AsyncDemo();

        // 產(chǎn)生委托
        AsyncDelegate dlgt = new AsyncDelegate(ad.TestMethod);
   
        // 啟動(dòng)異步調(diào)用，包含一個(gè)AsyncCallback類型的委托，即回調(diào)方法，和回調(diào)方法使用的參數(shù)，即啟動(dòng)異步調(diào)用的委托。
        IAsyncResult ar = dlgt.BeginInvoke(3000,
            out threadId,
            new AsyncCallback(CallbackMethod),
            dlgt );

        Console.WriteLine("Press Enter to close application.");
        Console.ReadLine();
    }
    
    // Callback method must have the same signature as the
    // AsyncCallback delegate.
    static void CallbackMethod(IAsyncResult ar) {
        // Retrieve the delegate.
        AsyncDelegate dlgt = (AsyncDelegate) ar.AsyncState;

        // Call EndInvoke to retrieve the results.
        string ret = dlgt.EndInvoke(out threadId, ar);

        Console.WriteLine("The call executed on thread {0}, with return value \"{1}\".", threadId, ret);
    }
}

此文源自MSDN：Asynchronous Programming Overview(http://msdn.microsoft.com/en-us/library/2e08f6yc%28v=vs.71%29.aspx)
譯者：孫鋼