async & await 的前世今生

async 和 await 出現在C# 5.0之後，給並行程式設計帶來了不少的方便，特別是當在MVC中的Action也變成async之後，有點開始什麼都是async的味道了。但是這也給我們程式設計埋下了一些隱患，有時候可能會產生一些我們自己都不知道怎麼產生的Bug，特別是如果連執行緒基礎沒有理解的情況下，更不知道如何去處理了。那今天我們就來好好看看這兩兄弟和他們的叔叔（Task）爺爺(Thread)們到底有什麼區別和特點，本文將會對Thread 到 Task 再到 .NET 4.5的 async和 await，這三種方式下的並行程式設計作一個概括性的介紹包括：開啟執行緒，執行緒結果返回，執行緒中止，執行緒中的異常處理等。

內容索引

建立

static void Main(){
    new Thread(Go).Start();  // .NET 1.0開始就有的 
    Task.Factory.StartNew(Go); // .NET 4.0 引入了 TPL
    Task.Run(new Action(Go)); // .NET 4.5 新增了一個Run的方法
}

public static void Go(){
    Console.WriteLine("我是另一個執行緒");
}

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staticvoidMain(){newThread(Go).Start();// .NET 1.0開始就有的 Task.Factory.StartNew(Go);// .NET 4.0 引入了 TPLTask.Run(newAction(Go));// .NET 4.5 新增了一個Run的方法}publicstaticvoidGo(){Console.WriteLine("我是另一個執行緒");}

這裡面需要注意的是，建立Thread的例項之後，需要手動呼叫它的Start方法將其啟動。但是對於Task來說，StartNew和Run的同時，既會建立新的執行緒，並且會立即啟動

它。

執行緒池

執行緒的建立是比較佔用資源的一件事情，.NET 為我們提供了執行緒池來幫助我們建立和管理執行緒。Task是預設會直接使用執行緒池，但是Thread不會。如果我們不使用Task，又想用執行緒池的話，可以使用ThreadPool類。

static void Main() {
    Console.WriteLine("我是主執行緒：Thread Id {0}", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
    ThreadPool.QueueUserWorkItem(Go);

    Console.ReadLine();
}

public static void Go(object data) {
    Console.WriteLine("我是另一個執行緒:Thread Id {0}",Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
}

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staticvoidMain(){Console.WriteLine("我是主執行緒：Thread Id {0}",Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);ThreadPool.QueueUserWorkItem(Go);Console.ReadLine();}publicstaticvoidGo(objectdata){Console.WriteLine("我是另一個執行緒:Thread Id {0}",Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);}

傳入引數

static void Main() {
    new Thread(Go).Start("arg1"); // 沒有匿名委託之前，我們只能這樣傳入一個object的引數

    new Thread(delegate(){  // 有了匿名委託之後...
        GoGoGo("arg1", "arg2", "arg3");
    });

    new Thread(() => {  // 當然,還有 Lambada
        GoGoGo("arg1","arg2","arg3");
    }).Start();

    Task.Run(() =>{  // Task能這麼靈活，也是因為有了Lambda呀。
        GoGoGo("arg1", "arg2", "arg3");
    });
}

public static void Go(object name){
    // TODO
}

public static void GoGoGo(string arg1, string arg2, string arg3){
    // TODO
}

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staticvoidMain(){newThread(Go).Start("arg1");// 沒有匿名委託之前，我們只能這樣傳入一個object的引數newThread(delegate(){// 有了匿名委託之後...GoGoGo("arg1","arg2","arg3");});newThread(()=>{// 當然,還有 LambadaGoGoGo("arg1","arg2","arg3");}).Start();Task.Run(()=>{// Task能這麼靈活，也是因為有了Lambda呀。GoGoGo("arg1","arg2","arg3");});}publicstaticvoidGo(objectname){// TODO}publicstaticvoidGoGoGo(stringarg1,stringarg2,stringarg3){// TODO}

返回值

Thead是不能返回值的，但是作為更高階的Task當然要彌補一下這個功能。

static void Main() {
    // GetDayOfThisWeek 執行在另外一個執行緒中
    var dayName = Task.Run(() => { return GetDayOfThisWeek(); });
    Console.WriteLine("今天是：{0}",dayName.Result);
}

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staticvoidMain(){// GetDayOfThisWeek 執行在另外一個執行緒中vardayName=Task.Run(()=>{returnGetDayOfThisWeek();});Console.WriteLine("今天是：{0}",dayName.Result);}

共享資料

上面說了引數和返回值，我們來看一下執行緒之間共享資料的問題。

private static bool _isDone = false;    
static void Main(){
    new Thread(Done).Start();
    new Thread(Done).Start();
}

static void Done(){
    if (!_isDone) {
        _isDone = true; // 第二個執行緒來的時候，就不會再執行了(也不是絕對的，取決於計算機的CPU數量以及當時的執行情況)
        Console.WriteLine("Done");
    }
}

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privatestaticbool_isDone=false;staticvoidMain(){newThread(Done).Start();newThread(Done).Start();}staticvoidDone(){if(!_isDone){_isDone=true;// 第二個執行緒來的時候，就不會再執行了(也不是絕對的，取決於計算機的CPU數量以及當時的執行情況)Console.WriteLine("Done");}}

執行緒之間可以通過static變數來共享資料。

執行緒安全

我們先把上面的程式碼小小的調整一下，就知道什麼是執行緒安全了。我們把Done方法中的兩句話對換了一下位置。

private static bool _isDone = false;    
static void Main(){
    new Thread(Done).Start();
    new Thread(Done).Start();
    Console.ReadLine();
}

static void Done(){
    if (!_isDone) {
       Console.WriteLine("Done"); // 猜猜這裡面會被執行幾次？
        _isDone = true; 
    }
}

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privatestaticbool_isDone=false;staticvoidMain(){newThread(Done).Start();newThread(Done).Start();Console.ReadLine();}staticvoidDone(){if(!_isDone){Console.WriteLine("Done");// 猜猜這裡面會被執行幾次？_isDone=true;}}

上面這種情況不會一直髮生，但是如果你運氣好的話，就會中獎了。因為第一個執行緒還沒有來得及把_isDone設定成true，第二個執行緒就進來了，而這不是我們想要的結果，在多個執行緒下，結果不是我們的預期結果，這就是執行緒不安全。

鎖

要解決上面遇到的問題，我們就要用到鎖。鎖的型別有獨佔鎖，互斥鎖，以及讀寫鎖等，我們這裡就簡單演示一下獨佔鎖。

private static bool _isDone = false;
private static object _lock = new object();
static void Main(){
    new Thread(Done).Start();
    new Thread(Done).Start();
    Console.ReadLine();
}

static void Done(){
    lock (_lock){
        if (!_isDone){
            Console.WriteLine("Done"); // 猜猜這裡面會被執行幾次？
            _isDone = true;
        }
    }
}

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privatestaticbool_isDone=false;privatestaticobject_lock=newobject();staticvoidMain(){newThread(Done).Start();newThread(Done).Start();Console.ReadLine();}staticvoidDone(){lock(_lock){if(!_isDone){Console.WriteLine("Done");// 猜猜這裡面會被執行幾次？_isDone=true;}}}

再我們加上鎖之後，被鎖住的程式碼在同一個時間內只允許一個執行緒訪問，其它的執行緒會被阻塞，只有等到這個鎖被釋放之後其它的執行緒才能執行被鎖住的程式碼。

Semaphore 訊號量

我實在不知道這個單詞應該怎麼翻譯，從官方的解釋來看，我們可以這樣理解。它可以控制對某一段程式碼或者對某個資源訪問的執行緒的數量，超過這個數量之後，其它的執行緒就得等待，只有等現在有執行緒釋放了之後，下面的執行緒才能訪問。這個跟鎖有相似的功能，只不過不是獨佔的，它允許一定數量的執行緒同時訪問。

static SemaphoreSlim _sem = new SemaphoreSlim(3);    // 我們限制能同時訪問的執行緒數量是3
static void Main(){
    for (int i = 1; i

123	staticSemaphoreSlim _sem=newSemaphoreSlim(3);// 我們限制能同時訪問的執行緒數量是3staticvoidMain(){for(inti=1;i

在最開始的時候，前3個排隊之後就立即進入執行，但是4和5，只有等到有執行緒退出之後才可以執行。

異常處理

其它執行緒的異常，主執行緒可以捕獲到麼？

public static void Main(){
    try{
        new Thread(Go).Start();
    }
    catch (Exception ex){
        // 其它執行緒裡面的異常，我們這裡面是捕獲不到的。
        Console.WriteLine("Exception!");
    }
}
static void Go() { throw null; }

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publicstaticvoidMain(){try{newThread(Go).Start();}catch(Exception ex){// 其它執行緒裡面的異常，我們這裡面是捕獲不到的。Console.WriteLine("Exception!");}}staticvoidGo(){thrownull;}

那麼升級了的Task呢？

public static void Main(){
    try{
        var task = Task.Run(() => { Go(); });
        task.Wait();  // 在呼叫了這句話之後，主執行緒才能捕獲task裡面的異常

        // 對於有返回值的Task, 我們接收了它的返回值就不需要再呼叫Wait方法了
        // GetName 裡面的異常我們也可以捕獲到
        var task2 = Task.Run(() => { return GetName(); });
        var name = task2.Result;
    }
    catch (Exception ex){
        Console.WriteLine("Exception!");
    }
}
static void Go() { throw null; }
static string GetName() { throw null; }

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publicstaticvoidMain(){try{vartask=Task.Run(()=>{Go();});task.Wait();// 在呼叫了這句話之後，主執行緒才能捕獲task裡面的異常// 對於有返回值的Task, 我們接收了它的返回值就不需要再呼叫Wait方法了// GetName 裡面的異常我們也可以捕獲到vartask2=Task.Run(()=>{returnGetName();});varname=task2.Result;}catch(Exception ex){Console.WriteLine("Exception!");}}staticvoidGo(){thrownull;}staticstringGetName(){thrownull;}

一個小例子認識async & await

static void Main(string[] args){
    Test(); // 這個方法其實是多餘的, 本來可以直接寫下面的方法
    // await GetName()  
    // 但是由於控制檯的入口方法不支援async,所有我們在入口方法裡面不能 用 await
            
    Console.WriteLine("Current Thread Id :{0}", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
}

static async Task Test(){
    // 方法打上async關鍵字，就可以用await呼叫同樣打上async的方法
    // await 後面的方法將在另外一個執行緒中執行
    await GetName();
}

static async Task GetName(){
    // Delay 方法來自於.net 4.5
    await Task.Delay(1000);  // 返回值前面加 async 之後，方法裡面就可以用await了
    Console.WriteLine("Current Thread Id :{0}", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
    Console.WriteLine("In antoher thread.....");
}

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staticvoidMain(string[]args){Test();// 這個方法其實是多餘的, 本來可以直接寫下面的方法// await GetName() // 但是由於控制檯的入口方法不支援async,所有我們在入口方法裡面不能用 awaitConsole.WriteLine("Current Thread Id :{0}",Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);}staticasync Task Test(){// 方法打上async關鍵字，就可以用await呼叫同樣打上async的方法// await 後面的方法將在另外一個執行緒中執行await GetName(

async & await 的前世今生

內容索引

建立

執行緒池

傳入引數

返回值

共享資料

執行緒安全

鎖

Semaphore 訊號量

異常處理

一個小例子認識async & await

async&await的前世今生

async & await 的前世今生

async await Task

[轉載]持續交付和DevOps的前世今生

async await的使用

[Node] Catch error for async await

async await promise

阿拉丁小程序生態課7月開課，解讀小程序的“前世今生”

理解ES7中的async/await

websocke前世今生

TWaver可視化編輯器的前世今生（四）電力雲計算數據中心

C# Async Await

ES7 Async/Await 陷阱

SQLMap的前世今生（Part1）

【轉】DevOps的前世今生

JavaScript 的 async/await

Lambda表達式的前世今生~~~~~~

字符編碼的前世今生--轉

WebP 的前世今生

async, await運用

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傳入引數

返回值

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鎖

Semaphore 訊號量

異常處理

一個小例子認識async & await

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