關於C#中async/await的用法

一葉、知秋發表於2023-02-08
C#AI

一直對c#中async/await的用法模模糊糊，不太清晰，今天寫了一下Demo徹底明確一下async/await的用法，以免因為對其不瞭解而對後期的業務產生影響（比如事務導致的鎖表等等）。

1. 首先，async/await 一般是成對出現才有意義。其意義在於可以等待非同步操作完成後繼續順序執行，而不是非同步操作還沒處理完成主執行緒就進行了下一步。

    假設，我們現在要模擬簡單的下載場景，首先使用者點選下載，那麼就呼叫DownloadHandle方法（非同步）進行下載，然後通知使用者下載完成。其使用 async/await  的區別如下：

    （1）使用 async/await 的情況：

internal class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            DownloadHandle();
            Console.ReadLine();
        }
        /// <summary>
        /// 正常使用async/await時，符合正常的業務邏輯：
        /// 1. 通知使用者下載開始
        /// 2. 非同步下載
        /// 3. 等待非同步下載完成後給使用者提示下載完成
        /// </summary>
        public static async void DownloadHandle()
        {
            Console.WriteLine("下載開始！->主執行緒ID：" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
            await Download();
            Console.WriteLine("下載完成！->主執行緒ID：" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);

        }
        /// <summary>
        /// 下載
        /// </summary>
        /// <returns></returns>
        public static Task Download()
        {
            return Task.Run(() =>
            {
                Console.WriteLine("下載執行緒ID：->" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
                Console.WriteLine("10%");
                Console.WriteLine("30%");
                Console.WriteLine("50%");
                Console.WriteLine("60%");
                Console.WriteLine("80%");
                Console.WriteLine("99%");
                Console.WriteLine("100%");
            });
        }
    }

結果如下：

 

 

 可以看到，即時下載使用了非同步（執行緒ID不同也表明了當前使用了非同步），業務邏輯最終還是按照我們的需求，按順序正序執行了。

（2）不使用async/await的情況：

internal class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            DownloadHandle();
            Console.ReadLine();
        }
        /// <summary>
        /// 不適用async/await時，則程式碼執行順序時混亂的，不符合業務邏輯：
        /// 1. 通知使用者下載開始
        /// 2. 提示下載完成
        /// 3. 開始下載
        /// </summary>
        public static void DownloadHandle()
        {
            Console.WriteLine("下載開始！->主執行緒ID：" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
            Download();
            Console.WriteLine("下載完成！->主執行緒ID：" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);

        }
        /// <summary>
        /// 下載
        /// </summary>
        /// <returns></returns>
        public static Task Download()
        {
            return Task.Run(() =>
            {
                Console.WriteLine("下載執行緒ID：->" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
                Console.WriteLine("10%");
                Console.WriteLine("30%");
                Console.WriteLine("50%");
                Console.WriteLine("60%");
                Console.WriteLine("80%");
                Console.WriteLine("99%");
                Console.WriteLine("100%");
            });
        }
    }

結果如下：

 

 

 可以看到，程式碼執行順序混亂了，“下載完成” 跑到了 “下載執行緒ID” 前面去了，完全沒有按照我們預期的順序執行。

2. 如果可以await的方法不進行await，那將會怎樣呢？

（1）如果被呼叫的非同步方法內部使用了Task.Run，那結果可參考我們1中進行講述的結果。開發者可根據實際需要來進行呼叫，如果非同步方法的呼叫結果與其上下文邏輯沒有嚴格的執行要求，則可以不進行await（比如記錄日誌等等）。反之，則需要加await。

（2）如果被呼叫的非同步方法內部只是返回了Task.CompletedTask，即時使用了await/async實際上還是等於同步執行，如下圖。

internal class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            DownloadHandle();
            Console.ReadLine();
        }
        /// <summary>
        /// 模擬下載
        /// </summary>
        public static async void DownloadHandle()
        {
            Console.WriteLine("下載開始！->主執行緒ID：" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
            await Download();
            Console.WriteLine("下載完成！->主執行緒ID：" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);

        }
        /// <summary>
        /// 下載
        /// </summary>
        /// <returns></returns>
        public static Task Download()
        {
            Console.WriteLine("下載執行緒ID：->" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
            Console.WriteLine("10%");
            Console.WriteLine("30%");
            Console.WriteLine("50%");
            Console.WriteLine("60%");
            Console.WriteLine("80%");
            Console.WriteLine("99%");
            Console.WriteLine("100%");
            return Task.CompletedTask;
        }

結果如圖：

 

 

 可以看到，即使DonwloadHandle方法使用了await/async，還是進行了同步執行，並沒有非同步效果（可從所有執行緒ID相同看出）

3. 小技巧： 非同步方法的返回值型別一般都是Task或者Task<T>型別的，當返回值為Task時（即方法的返回值型別為void），我們可以直接return Task.Run(()=>{})（以下第一段程式碼），而不必await Task.Run(()=>{})（以下第二段程式碼），這樣也可從一定程度上提高程式碼執行效率。

/// <summary>
        /// 下載
        /// </summary>
        /// <returns></returns>
        public static Task Download()
        {
            return Task.Run(() =>
            {
                Console.WriteLine("下載執行緒ID：->" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
                Console.WriteLine("10%");
                Console.WriteLine("30%");
                Console.WriteLine("50%");
                Console.WriteLine("60%");
                Console.WriteLine("80%");
                Console.WriteLine("99%");
                Console.WriteLine("100%");
            });
        }
/// <summary>
        /// 下載
        /// </summary>
        /// <returns></returns>
        public static async Task Download()
        {
            await Task.Run(() =>
            {
                Console.WriteLine("下載執行緒ID：->" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
                Console.WriteLine("10%");
                Console.WriteLine("30%");
                Console.WriteLine("50%");
                Console.WriteLine("60%");
                Console.WriteLine("80%");
                Console.WriteLine("99%");
                Console.WriteLine("100%");
            });
        }

 

以上，只是作者的個人理解，請大神勿噴，如有錯誤，歡迎指正，謝謝！

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