天天寫，不一定就明白，

又及，前兩天看了一個關于同步方法中呼叫異步方法的文章，里面有些概念不太正確，所以整理了這個文章，

一、同步和異步，

先說同步，

同步概念大家都很熟悉，在異步概念出來之前，我們的代碼都是按同步的方式寫的，簡單來說，就是程式嚴格按照代碼的邏輯次序，一行一行執行，

看一段代碼：

public static void Main(string[] args)
{
    Console.WriteLine("Syc proccess - start");

    Console.WriteLine("Syc proccess - enter Func1");
    func1();
    Console.WriteLine("Syc proccess - out Func1");

    Console.WriteLine("Syc proccess - enter Func2");
    func2();
    Console.WriteLine("Syc proccess - out Func2");

    Console.WriteLine("Syc proccess - enter Func3");
    func3();
    Console.WriteLine("Syc proccess - out Func3");

    Console.WriteLine("Syc proccess - done");
}

private static void func1()
{
    Console.WriteLine("Func1 proccess - start");
    Thread.Sleep(1000);
    Console.WriteLine("Func1 proccess - end");
}

private static void func2()
{
    Console.WriteLine("Func2 proccess - start");
    Thread.Sleep(3000);
    Console.WriteLine("Func2 proccess - end");
}

private static void func3()
{
    Console.WriteLine("Func3 proccess - start");
    Thread.Sleep(5000);
    Console.WriteLine("Func3 proccess - end");
}

這是一段簡單的通常意義上的代碼，程式按代碼的次序同步執行，看結果：

Syc proccess - start
Syc proccess - enter Func1
Func1 proccess - start
Func1 proccess - end
Syc proccess - out Func1
Syc proccess - enter Func2
Func2 proccess - start
Func2 proccess - end
Syc proccess - out Func2
Syc proccess - enter Func3
Func3 proccess - start
Func3 proccess - end
Syc proccess - out Func3
Syc proccess - done

沒有任何意外，

    為了防止不提供原網址的轉載，特在這里加上原文鏈接：https://www.cnblogs.com/tiger-wang/p/13357981.html

那異步呢？

異步，來自于對同步處理的改良和優化，

應用中，經常會有對于檔案或網路、資料庫的IO操作，這些操作因為IO軟硬體的原因，需要消耗很多時間，但通常情況下CPU計算量并不大，在同步的代碼中，這個程序會被阻塞，直白的說法就是這一行代碼沒執行完成，程式就得等著，等完成后再執行下一行代碼，而這個等待的時間中，CPU資源就被浪費了，閑著了，什么也沒做，（當然，作業系統會調度CPU干別的，這兒不抬杠，）

異步編程模型和規范因此出現了，通過某種機制，讓程式在等著IO的程序中，繼續做點別的事，等IO的程序完成了，再回來處理IO的內容，這樣CPU也沒閑著，在等IO的程序中多做了點事，反映到用戶端，就感覺程式更快了，用時更短了，

下面重點說一下異步編程相關的內容，

二、異步編程

C#中，異步編程，一個核心，兩個關鍵字，

一個核心是指Task和Task<T>物件，而兩個關鍵字，就是async和await，

從各種渠道給出的異步編程，都是下面的方式：

async Task function()
{
  /* your code here */
}

然后呼叫的方式：

await function();

是這樣的嗎？嗯，圖樣圖森破～～～

我們來看代碼：

static async Task Main(string[] args)
{
    Console.WriteLine("Async proccess - start");

    Console.WriteLine("Async proccess - enter Func1");
    await func1();
    Console.WriteLine("Async proccess - out Func1");

    Console.WriteLine("Async proccess - enter Func2");
    await func2();
    Console.WriteLine("Async proccess - out Func2");

    Console.WriteLine("Async proccess - enter Func3");
    await func3();
    Console.WriteLine("Async proccess - out Func3");

    Console.WriteLine("Async proccess - done");

    Console.WriteLine("Main proccess - done");
}

private static async Task func1()
{
    Console.WriteLine("Func1 proccess - start");
    Thread.Sleep(1000);
    Console.WriteLine("Func1 proccess - end");
}

private static async Task func2()
{
    Console.WriteLine("Func2 proccess - start");
    Thread.Sleep(3000);
    Console.WriteLine("Func2 proccess - end");
}

private static async Task func3()
{
    Console.WriteLine("Func3 proccess - start");
    Thread.Sleep(5000);
    Console.WriteLine("Func3 proccess - end");
}

跑一下結果：

Async proccess - start
Async proccess - enter Func1
Func1 proccess - start
Func1 proccess - end
Async proccess - out Func1
Async proccess - enter Func2
Func2 proccess - start
Func2 proccess - end
Async proccess - out Func2
Async proccess - enter Func3
Func3 proccess - start
Func3 proccess - end
Async proccess - out Func3
Async proccess - done
Main proccess - done

咦？這個好像跟同步代碼的執行結果沒什么區別啊？

嗯，完全正確，上面這個代碼，真的是同步執行的，

這是異步編程的第一個容易錯誤的理解：async和await的配對，

三、async和await的配對

在異步編程的規范中，async修飾的方法，僅僅表示這個方法在內部有可能采用異步的方式執行，CPU在執行這個方法時，會放到一個新的執行緒中執行，

那這個方法，最終是否采用異步執行，不決定于是否用await方式呼叫這個方法，而決定于這個方法內部，是否有await方式的呼叫，

看代碼，很容易理解：

private static async Task func1()
{
    Console.WriteLine("Func1 proccess - start");
    Thread.Sleep(1000);
    Console.WriteLine("Func1 proccess - end");
}

這個方法，因為方法內部沒有await呼叫，所以這個方法永遠會以同步方式執行，不管你呼叫這個方法時，有沒有await，

而下面這個代碼：

private static async Task func1()
{
    Console.WriteLine("Func1 proccess - start");
    await Task.Run(() => Thread.Sleep(1000));
    Console.WriteLine("Func1 proccess - end");
}

因為這個方法里有await呼叫，所以這個方法不管你以什么方式呼叫，有沒有await，都是異步執行的，

看代碼：

static async Task Main(string[] args)
{
    Console.WriteLine("Async proccess - start");

    Console.WriteLine("Async proccess - enter Func1");
    func1();
    Console.WriteLine("Async proccess - out Func1");

    Console.WriteLine("Async proccess - enter Func2");
    func2();
    Console.WriteLine("Async proccess - out Func2");

    Console.WriteLine("Async proccess - enter Func3");
    func3();
    Console.WriteLine("Async proccess - out Func3");

    Console.WriteLine("Async proccess - done");

    Console.WriteLine("Main proccess - done");

    Console.ReadKey();
}

private static async Task func1()
{
    Console.WriteLine("Func1 proccess - start");
    await Task.Run(() => Thread.Sleep(1000));
    Console.WriteLine("Func1 proccess - end");
}

private static async Task func2()
{
    Console.WriteLine("Func2 proccess - start");
    await Task.Run(() => Thread.Sleep(3000));
    Console.WriteLine("Func2 proccess - end");
}

private static async Task func3()
{
    Console.WriteLine("Func3 proccess - start");
    await Task.Run(() => Thread.Sleep(5000));
    Console.WriteLine("Func3 proccess - end");
}

輸出結果：

Async proccess - start
Async proccess - enter Func1
Func1 proccess - start
Async proccess - out Func1
Async proccess - enter Func2
Func2 proccess - start
Async proccess - out Func2
Async proccess - enter Func3
Func3 proccess - start
Async proccess - out Func3
Async proccess - done
Main proccess - done
Func1 proccess - end
Func2 proccess - end
Func3 proccess - end

結果中，在長時間運行Thread.Sleep的時候，跳出去往下執行了，是異步，

又有問題來了：不是說異步呼叫要用await嗎？

我們把await加到呼叫方法的前邊，試一下：

static async Task Main(string[] args)
{
    Console.WriteLine("Async proccess - start");

    Console.WriteLine("Async proccess - enter Func1");
    await func1();
    Console.WriteLine("Async proccess - out Func1");

    Console.WriteLine("Async proccess - enter Func2");
    await func2();
    Console.WriteLine("Async proccess - out Func2");

    Console.WriteLine("Async proccess - enter Func3");
    await func3();
    Console.WriteLine("Async proccess - out Func3");

    Console.WriteLine("Async proccess - done");

    Console.WriteLine("Main proccess - done");

    Console.ReadKey();
}

跑一下結果：

Async proccess - start
Async proccess - enter Func1
Func1 proccess - start
Func1 proccess - end
Async proccess - out Func1
Async proccess - enter Func2
Func2 proccess - start
Func2 proccess - end
Async proccess - out Func2
Async proccess - enter Func3
Func3 proccess - start
Func3 proccess - end
Async proccess - out Func3
Async proccess - done
Main proccess - done

嗯？怎么又像是同步了？

對，這是第二個容易錯誤的理解：await是什么意思？

四、await是什么意思

提到await，就得先說說Wait，

字面意思，Wait就是等待，

前邊說了，異步有一個核心，是Task，而Task有一個方法，就是Wait，寫法是Task.Wait()，所以，很多人把這個Wait和await混為一談，這是錯的，

這個問題來自于Task，C#里，Task不是專為異步準備的，它表達的是一個執行緒，是作業在執行緒池里的一個執行緒，異步是執行緒的一種應用，多執行緒也是執行緒的一種應用，Wait，以及Status、IsCanceled、IsCompleted、IsFaulted等等，是給多執行緒準備的方法，跟異步沒有半毛錢關系，當然你非要在異步中使用多執行緒的Wait或其它，從代碼編譯層面不會出錯，但程式會，

尤其，Task.Wait()是一個同步方法，用于多執行緒中阻塞等待，

在那個「同步方法中呼叫異步方法」的文章中，用Task.Wait()來實作同步方法中呼叫異步方法，這個用法本身就是錯誤的， 異步不是多執行緒，而且在多執行緒中，多個Task.Wait()使用也會死鎖，也有解決和避免死鎖的一整套方式，

再說一遍：Task.Wait()是一個同步方法，用于多執行緒中阻塞等待，不是實作同步方法中呼叫異步方法的實作方式，

說回await，字面意思，也好像是等待，是真的嗎？

并不是，await不完全是等待的意思，

在異步中，await表達的意思是：當前執行緒/方法中，await引導的方法出結果前，跳出當前執行緒/方法，從呼叫當前執行緒/方法的位置，去執行其它可能執行的執行緒/方法，并在引導的方法出結果后，把運行點拉回到當前位置繼續執行；直到遇到下一個await，或執行緒/方法完成回傳，跳回去剛才外部最后執行的位置繼續執行，

有點繞，還是看代碼：

  static async Task Main(string[] args)
  {
1     Console.WriteLine("Async proccess - start");

2     Console.WriteLine("Async proccess - enter Func1");
3     func1();
4     Console.WriteLine("Async proccess - out Func1");

5     Console.WriteLine("Async proccess - done");

6         Thread.Sleep(2000);

7     Console.WriteLine("Main proccess - done");

8    Console.ReadKey();
  }

  private static async Task func1()
  {
9     Console.WriteLine("Func1 proccess - start");
10    await Task.Run(() => Thread.Sleep(1000));
11    Console.WriteLine("Func1 proccess - end");
  }

這個代碼，執行時是這樣的：順序執行1、2、3，進到func1，執行9、10，到10時，有await，所以跳出，執行4、5、6，而6是一個長時等待，在等待的程序中，func1的10運行完成，運行點跳回10，執行11并結束方法，再回到6等待，結束等待后繼續執行7、8結束，

我們看一下結果：

Async proccess - start
Async proccess - enter Func1
Func1 proccess - start
Async proccess - out Func1
Async proccess - done
Func1 proccess - end
Main proccess - done

映證了這樣的次序，

在這個例子中，await在控制異步的執行次序，那為什么要用等待這么個詞呢？是因為await確實有等待結果的含義，

這是await的第二層意思，

五、await的第二層意思：等待拿到結果

await確實有等待的含義，等什么？等異步的運行結果，

看代碼：

static async Task Main(string[] args)
{
    Console.WriteLine("Async proccess - start");

    Console.WriteLine("Async proccess - enter Func1");
    Task<int> f = func1();
    Console.WriteLine("Async proccess - out Func1");

    Console.WriteLine("Async proccess - done");

    int result = await f;

    Console.WriteLine("Main proccess - done");

    Console.ReadKey();
}

private static async Task<int> func1()
{
    Console.WriteLine("Func1 proccess - start");
    await Task.Run(() => Thread.Sleep(1000));
    Console.WriteLine("Func1 proccess - end");

    return 5;
}

比較一下這段代碼和上一節的代碼，很容易搞清楚執行程序，

這個代碼，完成了這樣一個需求：我們需要使用func1方法的回傳值，我們可以提前去執行這個方法，而不急于拿到方法的回傳值，直到我們需要使用時，再用await去獲取到這個回傳值去使用，

這才是異步對于我們真正的用處，對于一些耗時的IO或類似的操作，我們可以提前呼叫，讓程式可以利用執行程序中的空閑時間來完成這個操作，等到我們需要這個操作的結果用于后續的執行時，我們await這個結果，這時候，如果await的方法已經執行完成，那我們可以馬上得到結果；如果沒有完成，則程式將繼續執行這個方法直到得到結果，

六、同步方法中呼叫異步

正確的方法只有一個：

func1().GetAwaiter().GetResult();

這其實就是await的一個變形，

（全文完）

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標籤：C#

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