一、簡介

Async/Await在.Net Core中真的是無處不在，到處都是異步操作，那為什么要用？有什么作用？別人說能提升性能？網上一堆文章看的繞暈了也沒說清楚，

所以這里從理論，實踐，原理一個個解開這些疑問，

二、Async/Await有什么用？

1.Async/Await用法示例

用法很簡單，這里就不詳細說具體怎么用了，只提供一個示例，我們的目標是研究它的作用，

 public class AsyncAwaitTest
    {
        public void Start()
        {
            Console.WriteLine($"aaa,執行緒Id:{Thread.CurrentThread.ManagedThreadId}");
            AsyncMethod();
            Console.WriteLine($"eee,執行緒Id:{Thread.CurrentThread.ManagedThreadId}");
            Console.ReadLine();
        }
        public async Task<bool> AsyncMethod()
        {
            Console.WriteLine($"bbb,執行緒Id:{Thread.CurrentThread.ManagedThreadId}");
            await Task.Run(() => {

                Thread.Sleep(500);
                Console.WriteLine($"ccc,執行緒Id:{Thread.CurrentThread.ManagedThreadId}");
            });
            Console.WriteLine($"ddd,執行緒Id:{Thread.CurrentThread.ManagedThreadId}");
            return true;
        }
    }

2.async/await的特點

1）不會阻塞執行緒

從示例的執行順序，可以看出，當執行async/await方法時，主執行緒遇到await關鍵字，主執行緒就回傳執行“eee”，然后釋放，而不是等待，新開了一個子執行緒6執行另外的業務，await前面的方法還是主執行緒執行，await后面的方法，等執行緒6執行完了再繼續執行，

2）同步的方式寫異步

雖然是用了異步，但還是等待執行結果再往下執行，執行流程是同步的，

3.async/await能提升性能嗎？

這個應該是大家最關心的問題了，

能提升單個請求的性能嗎？

答案是不能的，很明顯看的到，await等待了結果再執行后面的邏輯，還是串行的，執行完該多少秒還是多少秒，中間還切換執行緒去處理了，相比同步來說還多了切換執行緒的損耗，

那async/await的意義何在？

在于多請求并發處理，且資源有限的時候，能增加吞吐量（單位時間處理的請求），增加cpu的利用率，

簡單說就是有10個執行緒，每個執行緒的速度沒有提升，然后居然QPS能提升？！

先來看一段微軟官網的描述

　　此模型可很好地處理典型的服務器方案作業負荷，由于沒有專用于阻止未完成任務的執行緒，因此服務器執行緒池可服務更多的Web請求，

　　考慮使用兩個服務器：一個運行異步代碼，一個不運行異步代碼，對于本例，每個服務器只有5個執行緒可用于服務器請求，此字數太小，不切實際，僅供演示，

　　假設這兩個服務器都接收6個并發請求，每個請求執行一個I/O操作，未運行異步代碼的服務器必須對第6個請求排隊，直到5個執行緒中的一個完成了I/O密集型作業

并撰寫了回應，此時收到了第20個請求，由于佇列過長，服務器可能會開始變慢，

　　運行有異步代碼的服務器也需要對第6個請求排隊，但由于使用了async和await，I/O密集型作業開始時，每個執行緒都會得到釋放，無需等到作業結束，

收到第20個請求時，傳入請求佇列將變得很小（如果其中還有請求的話），且服務器不會慢，

　　盡管這是一個人為想象的示例，但現實世界中其作業方式與此類似，事實上，相比服務器將執行緒專用于接收到的每個請求，使用async和await能夠使

服務器處理一個數量級的請求，

　　注意上面官網描述的I/O密集型，什么樣的是I/O密集型呢？，就是cpu性能比硬碟記憶體好太多，大部分時間都是cpu在等IO的讀寫操作，例如讀檔案，讀檔案的時候是不需要cpu參與的，只需要發一個命令給硬碟，硬碟讀完檔案會再通知cpu繼續處理，這種叫DMA技術，

　　DMA(Direct Memory Access，直接存盤器訪問) 是所有現代電腦的重要特色，它是指一種高速的資料傳輸操作，允許在外部設備和存盤器之間直接讀寫資料，既不通過cpu，也不需要cpu干預，

　　這個時候異步就顯出它的優勢來了，比如讀檔案需要1s，如果是同步操作，那么就有一個執行緒在等1s再往下執行，如果是異步的，讀檔案的時候，這個執行緒就釋放了，等讀完檔案，硬碟通知cpu再派一個執行緒接著處理，那中間的1秒，原來的執行緒就可以去處理其他請求了，

4.代碼對照說明

public class HomeController : Controller
    {
        /// <summary>
        /// 同步請求
        /// </summary>
        /// <param name="path"></param>
        /// <returns></returns>
        public string GetData()
        {
            var result = System.IO.File.ReadAllBytes(@"F:\package\package.rar");
            return "ok";
        }

        /// <summary>
        /// 異步請求
        /// </summary>
        /// <param name="path"></param>
        /// <returns></returns>
        public async Task<string> GetDataAsync2()
        {
            var result = await System.IO.File.ReadAllBytesAsync(@"F:\package\package.rar");
            return "ok";
        }
    }

同步請求的流程為

可以看出，硬碟在讀取檔案時，執行緒是在等待的，這時候執行緒1在這1s中是不作業的，空等狀態，

異步請求的流程為

異步請求時，執行緒1遇到await關鍵字，發出命令就回傳，然后釋放掉了，硬碟讀完資料會通知cpu，這時cpu派一個新的執行緒去接著處理，

因此，讀檔案的這1s，執行緒1可以去處理其它請求了，沒有空等，這就是提高了cpu的利用率，單位時間內處理的請求數就變大了，

cpu密集型的異步是不能提高QPS的，下面代碼就是cpu密集型的，

cpu密集型：計算密集型，硬碟、記憶體性能比cpu好很多，或不太需要訪問I/O設備，

 　　　　/// <summary>
        /// 異步請求
        /// </summary>
        /// <param name="path"></param>
        /// <returns></returns>
        public async Task<string> GetDataAsync2()
        {
            await Task.Run(() => {
                Thread.Sleep(100);//模擬業務處理耗時
            });
            return "ok";
        }

這里前面主執行緒遇到await雖然釋放了，但await里面又有一個執行緒接著作業，cpu（執行緒）并沒有空閑

I/O密集型中IO的操作有哪些呢？

檔案讀寫、http請求、資料庫請求、redis請求，，，等等，

開發中哪些推薦用異步呢？

Web開發推薦、有Async的API的，Action、Filter、資料庫訪問、中間件等等，，，

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標籤：.NET技术

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