C#委託的非同步呼叫

ForTechnology發表於2013-02-27
C#非同步
本文將主要通過“同步呼叫”、“非同步呼叫”、“非同步回撥”三個示例來講解在用委託執行同一個“加法類”的時候的的區別和利弊。

 

首先，通過程式碼定義一個委託和下面三個示例將要呼叫的方法：

/*新增的名稱空間
using System.Threading;
using System.Runtime.Remoting.Messaging;
*/
    public delegate int AddHandler(int a,int b);
    public class 加法類
    {
        public static int Add(int a, int b)
        {
            Console.WriteLine("開始計算：" + a + "+" + b);
            Thread.Sleep(3000); //模擬該方法執行三秒
            Console.WriteLine("計算完成！");
            return a + b;
        }
    }

 

 

同步呼叫

委託的Invoke方法用來進行同步呼叫。同步呼叫也可以叫阻塞呼叫，它將阻塞當前執行緒，然後執行呼叫，呼叫完畢後再繼續向下進行。

public class 同步呼叫
{
        static void Main()
        {
            Console.WriteLine("===== 同步呼叫 SyncInvokeTest =====");
            AddHandler handler = new AddHandler(加法類.Add);
            int result = handler.Invoke(1, 2);

            Console.WriteLine("繼續做別的事情。。。");

            Console.WriteLine(result);
            Console.ReadKey();
        }
        /*執行結果：
         ===== 同步呼叫 SyncInvokeTest =====
         開始計算：1+2
         計算完成！
         繼續做別的事情。。。
         3       */
}

同步呼叫會阻塞執行緒，如果是要呼叫一項繁重的工作（如大量IO操作），可能會讓程式停頓很長時間，造成糟糕的使用者體驗，這時候非同步呼叫就很有必要了。
 

 

非同步呼叫

非同步呼叫不阻塞執行緒，而是把呼叫塞到執行緒池中，程式主執行緒或UI執行緒可以繼續執行。
委託的非同步呼叫通過BeginInvoke和EndInvoke來實現。
 

public class 非同步呼叫
{
        static void Main()
        {
            Console.WriteLine("===== 非同步呼叫 AsyncInvokeTest =====");
            AddHandler handler = new AddHandler(加法類.Add);

            //IAsyncResult: 非同步操作介面(interface)
            //BeginInvoke: 委託(delegate)的一個非同步方法的開始
            IAsyncResult result = handler.BeginInvoke(1, 2, null, null);

            Console.WriteLine("繼續做別的事情。。。");

            //非同步操作返回
            Console.WriteLine(handler.EndInvoke(result));
            Console.ReadKey();
        }
        /*執行結果：
         ===== 非同步呼叫 AsyncInvokeTest =====
         繼續做別的事情。。。
         開始計算：1+2
         計算完成！
         3       */
}

可以看到，主執行緒並沒有等待，而是直接向下執行了。
但是問題依然存在，當主執行緒執行到EndInvoke時，如果這時呼叫沒有結束（這種情況很可能出現），這時為了等待呼叫結果，執行緒依舊會被阻塞。
 

 非同步委託，也可以參考如下寫法：

Action<object> action=(obj)=>method(obj);
action.BeginInvoke(obj,ar=>action.EndInvoke(ar),null);

簡簡單單兩句話就可以完成一部操作。
 

 

非同步回撥

用回撥函式，當呼叫結束時會自動呼叫回撥函式，解決了為等待呼叫結果，而讓執行緒依舊被阻塞的局面。

public class 非同步回撥
{
        static void Main()
        {
            Console.WriteLine("===== 非同步回撥 AsyncInvokeTest =====");
            AddHandler handler = new AddHandler(加法類.Add);

            //非同步操作介面(注意BeginInvoke方法的不同！)
            IAsyncResult result = handler.BeginInvoke(1,2,new AsyncCallback(回撥函式),"AsycState:OK");
            
            Console.WriteLine("繼續做別的事情。。。");
            Console.ReadKey();
        }

        static void 回撥函式(IAsyncResult result)
        {      //result 是“加法類.Add()方法”的返回值

            //AsyncResult 是IAsyncResult介面的一個實現類，空間：System.Runtime.Remoting.Messaging
            //AsyncDelegate 屬性可以強制轉換為使用者定義的委託的實際類。
            AddHandler handler = (AddHandler)((AsyncResult)result).AsyncDelegate;
            Console.WriteLine(handler.EndInvoke(result));
            Console.WriteLine(result.AsyncState);
        }
        /*執行結果：
        ===== 非同步回撥 AsyncInvokeTest =====
        開始計算：1+2
        繼續做別的事情。。。
        計算完成！
        3
        AsycState:OK
                 */
}

我定義的委託的型別為AddHandler，則為了訪問 AddHandler.EndInvoke，必須將非同步委託強制轉換為 AddHandler。可以在非同步回撥函式（型別為 AsyncCallback）中呼叫 MAddHandler.EndInvoke，以獲取最初提交的 AddHandler.BeginInvoke 的結果。 

 

問題：
 

（1）int result = handler.Invoke(1,2);
為什麼Invoke的引數和返回值和AddHandler委託是一樣的呢？
答：
Invoke方法的引數很簡單，一個委託，一個參數列(可選)，而Invoke方法的主要功能就是幫助你在UI執行緒上呼叫委託所指定的方法。Invoke方法首先檢查發出呼叫的執行緒(即當前執行緒)是不是UI執行緒，如果是，直接執行委託指向的方法，如果不是，它將切換到UI執行緒，然後執行委託指向的方法。不管當前執行緒是不是UI執行緒，Invoke都阻塞直到委託指向的方法執行完畢，然後切換回發出呼叫的執行緒(如果需要的話)，返回。
所以Invoke方法的引數和返回值和呼叫他的委託應該是一致的。

（2）IAsyncResult result = handler.BeginInvoke(1,2,null,null);

BeginInvoke : 開始一個非同步的請求,呼叫執行緒池中一個執行緒來執行，
返回IAsyncResult 物件(非同步的核心). IAsyncResult 簡單的說,他儲存非同步操作的狀態資訊的一個介面,也可以用他來結束當前非同步。
注意: BeginInvoke和EndInvoke必須成對呼叫.即使不需要返回值，但EndInvoke還是必須呼叫，否則可能會造成記憶體洩漏。

 

（3）IAsyncResult.AsyncState 屬性：
獲取使用者定義的物件，它限定或包含關於非同步操作的資訊。 例如：

static void AddComplete(IAsyncResult result) 
{   
      AddHandler handler = (AddHandler)result.AsyncState;    
      Console.WriteLine(handler.EndInvoke(result)); 
      。。。。。
}

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