聊聊多執行緒那一些事兒 之 五 async.await深度剖析
hello task,咱們又見面啦！！是不是覺得很熟讀的開場白，哈哈你喲這感覺那就對了，說明你已經閱讀過了我總結的前面4篇關於task的文章，謝謝支援！感覺不熟悉的也沒有關係，在文章末尾我會列出前四篇文章的地址，可以點選詳細閱讀。
前幾篇文章分享了以後，無論是公眾號還是部落格園，都有小夥伴問我async/await的專欄總結分享，既然這樣，那今天我們就專門來聊聊關於async/await的那一些事，通過該文章你也該對async的使用還有更加清晰的理解，謝謝！
async/await入門：
async也就是我們說的非同步方法，不廢話，也不先說那麼多的大理論，先上一個簡單的例項，通過這個簡單的例項實現和asyncd 初相識！！
static void Main(string[] args)
{
Console.WriteLine($"主執行緒開始，執行緒ID：{Thread.CurrentThread.ManagedThreadId}\n");
// 同步實現
AddSync(1, 2);
// 非同步方法,沒有 Await
AddNoAwaitSyncHas(1, 2);
// 非同步方法,有 Await
AddHasAwaitAsync(1, 2);
Console.WriteLine($"主執行緒結束，執行緒ID：{Thread.CurrentThread.ManagedThreadId}\n");
Console.ReadLine();
return;
}
/// <summary>
/// 同步計算兩個數字之和
/// </summary>
/// <param name="num1">引數1</param>
/// <param name="num2">引數2</param>
/// <returns></returns>
private static int AddSync(int num1, int num2)
{
Thread.Sleep(1000);
Console.WriteLine($"同步方法，執行緒ID：{Thread.CurrentThread.ManagedThreadId}\n");
return num1 + num2;
}
/// <summary>
/// 對兩個數字求和 (非同步方法,沒有 Await)
/// </summary>
/// <param name="num1">引數1</param>
/// <param name="num2">引數2</param>
/// <returns>結果</returns>
private static async Task<int> AddNoAwaitSyncHas(int num1, int num2)
{
Console.WriteLine($"非同步執行緒沒有await前，執行緒ID：{Thread.CurrentThread.ManagedThreadId}\n");
// 兩個數字求和，假設其中會涉及到很耗時的邏輯
Thread.Sleep(1000);
Console.WriteLine($"非同步執行緒沒有await後，執行緒ID：{Thread.CurrentThread.ManagedThreadId}\n");
return num1 + num2;
}
/// <summary>
/// 對兩個數字求和 (非同步方法,有 Await)
/// </summary>
/// <param name="num1">引數1</param>
/// <param name="num2">引數2</param>
/// <returns>結果</returns>
private static async Task<int> AddHasAwaitAsync(int num1, int num2)
{
Console.WriteLine($"非同步執行緒await前，執行緒ID：{Thread.CurrentThread.ManagedThreadId}\n");
// 兩個數字求和，假設其中會涉及到很耗時的邏輯
var add = Add(num1, num2);
int result = await add;
Console.WriteLine($"非同步執行緒await後，執行緒ID：{Thread.CurrentThread.ManagedThreadId}\n");
return result;
}
/// <summary>
/// Task 對兩個數字求和
/// </summary>
/// <param name="num1">引數1</param>
/// <param name="num2">引數2</param>
/// <returns>結果</returns>
private static Task<int> Add(int num1, int num2)
{
// 假設該邏輯執行起來很耗時
var task = Task.Run(() =>
{
Console.WriteLine($"我是Task內部執行開始：執行緒ID :{Thread.CurrentThread.ManagedThreadId}\n");
Thread.Sleep(5000);
Console.WriteLine($"我是Task內部執行結束：執行緒ID :{Thread.CurrentThread.ManagedThreadId}\n");
return num1 + num2;
});
return task;
}執行結果：
結合程式碼和執行結果，我們分析可以得出以下一些結論：
1、通過async的寫法和同步方法在實現和呼叫上都很相似
2、非同步方法async如果沒有await關鍵詞，其整體執行都是在主線中執行
----同步呼叫
3、非同步方法async有await關鍵詞，其執行緒執行分水嶺就在await
----await前，async執行還是在主線中執行
----await後，async的執行邏輯會新開一個執行緒
----也就是說，async其真正的非同步還是await實現
----而await修飾的實際是一個task修飾的變數或者返回的型別為task的方法體
----所以最後的最後，async的非同步還是通過task來實現的
4、await是不能單獨使用，一定是在是和async成對使用
----當然aysnc修飾的方法可以沒有await關鍵詞
通過上面的一個簡單例項，是不是發現要實現一個非同步方法，是不是so easy，是的 ，你沒說錯，就是那麼簡單，但是也許你會問，幹嘛實現一個非同步方法整的的如此複雜，建立了這麼多方法，是的，不急不急，我這樣寫，是為了更加清晰的明白其執行流程。好了，下面我們在一起來探討一下aysnc/await的組成結構吧！
aysnc/await的組成結構：
其實非同步方法的整體結構和一個普通的方法沒有多大區別，唯一不一樣的點，就是多了一個task邏輯主體，下面簡單的分別來概要說明一下每一個環節：
上面的圖簡單的繪製了一個非同步方法在整體執行時的一個執行順序。
非同步方法呼叫
個人覺得這個沒有什麼說的，其實很普通方法呼叫一樣，只是說非同步方法的呼叫結果一般為一個Task物件，那麼需要獲獲取其執行結果的值，或者對執行結果需要做一些邏輯處理，這個和操作一個普通的task一樣，這兒就不在細說，不清楚的可以看我前面分享的幾篇文章，會有詳細的說明，謝謝！
aysnc的方法體
通過例項我們應該已經知道，其實非同步方法，也就是在普通的方法體上，加了一個async修飾罷了，其簡單的結構大概是
private aysnc task MyAysnc(){具體方法實現}
說說aysnc的返回型別
其返回型別有三種情況，每一種情況適用於不同的業務場景，如下：
A、Tsak：其主要適用場景是，主程式只關心非同步方法執行狀態，不需要和主執行緒有任何執行結果資料互動。
B、Task<T>：其主要適用場景是，主程式不僅僅關心非同步方法執行狀態，並且還希望執行後返回一個數據型別為T的結果
C、void: 主程式既不關係非同步方法執行狀態，也不關心其執行結果，只是主程式呼叫一次非同步方法，對於除事件處理程式以外的程式碼，通常不鼓勵使用 async void 方法，因為呼叫方不能
task邏輯主體
aysnc為了實現非同步，其中最關鍵的一個點就是await修飾符，await修飾的也就是task實現邏輯主體。task實現邏輯主體，其實在上就是一個task例項，所以其裡面的例項邏輯使用和一個普通的task例項定義操作都是一樣的，在此也就不在詳細說明，前面的幾篇文章也有詳細的說明了，如果不清楚的可以檢視以前的幾篇文章。
aysnc/await的原理分析：
在說這一塊之前，我們先把寫的程式碼編譯後，在通過反編譯後發現在程式碼裡面根本找不到aysnc/await關鍵詞，有興趣的小夥伴，你也可以這樣操作分析一下。那麼我們就明白了aysnc/await其實是編譯器層面給的一個語法糖，是為了方便實現一個非同步方罷了。
從反編譯後的程式碼看出編譯器新生成一個繼承IAsyncStateMachine 的狀態機結構asyncd（程式碼中叫<AddHasAwaitAsync>d__2)，下面是基於反編譯後的程式碼來分析的。
IAsyncStateMachine最基本的狀態機介面定義：
public interface IAsyncStateMachine {
void MoveNext();
void SetStateMachine(IAsyncStateMachine stateMachine);
}
好了，說道這兒我們已經知道aysnc/await是程式設計器層面的一個語法糖，那麼我們在來分析一下其執行的流程如下：
第一步：主執行緒呼叫 AddHasAwaitAsync(1,2)非同步方法
第二步：AddHasAwaitAsync()方法內初始化狀態機狀態為-1，啟動<AddHasAwaitAsync>d__2
第三步：MoveNext方法內部開始執行，task.run實現了把業務邏輯執行丟到執行緒池中，返回一個可等待的任務控制代碼。其底層還是藉助委託實現。
第四步：到此程式以及開啟了兩個執行緒，一個主執行緒，一個task執行緒，兩個執行緒相互獨立互不阻塞，各自執行對應的業務邏輯。
好了，時間不早了，就先到這兒吧，感覺這一篇文章總結的不怎麼好，先這樣，後續我們在持續交流，謝謝！
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第一篇：聊聊多執行緒哪一些事兒（task）之 一建立執行與阻塞
第二篇：聊聊多執行緒哪一些事兒（task）之 二 延續操作
第三篇：聊聊多執行緒那一些事兒（task）之 三 非同步取消和非同步方法
第四篇：聊聊多執行緒那一些事兒 之 四 經典應用（取與舍、動態建立）
END
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