C#委托的異步調用


本文將主要通過“同步調用”、“異步調用”、“異步回調”三個示例來講解在用委托執行同一個“加法類”的時候的的區別和利弊。

首先,通過代碼定義一個委托和下面三個示例將要調用的方法:

/* 添加的命名空間
using System.Threading;
using System.Runtime.Remoting.Messaging;
*/
    public delegate int AddHandler( int a, int b);
   
public class 加法類
    {
       
public static int Add( int a, int b)
        {
            Console.WriteLine( " 開始計算: " + a + " + " + b);
            Thread.Sleep( 3000 ); // 模擬該方法運行三秒
            Console.WriteLine( " 計算完成! " );
           
return a + b;
        }
    }

同步調用

委托的Invoke方法用來進行同步調用。同步調用也可以叫阻塞調用,它將阻塞當前線程,然后執行調用,調用完畢后再繼續向下進行。

public class 同步調用
{
       
static void Main()
        {
            Console.WriteLine( " ===== 同步調用 SyncInvokeTest ===== " );
            AddHandler handler = new AddHandler(加法類.Add);
           
int result = handler.Invoke( 1 , 2 );

            Console.WriteLine( " 繼續做別的事情。。。 " );

            Console.WriteLine(result);
            Console.ReadKey();
        }
       
/* 運行結果:
         ===== 同步調用 SyncInvokeTest =====
         開始計算:1+2
         計算完成!
         繼續做別的事情。。。
         3       */
}

同步調用會阻塞線程,如果是要調用一項繁重的工作(如大量IO操作),可能會讓程序停頓很長時間,造成糟糕的用戶體驗,這時候異步調用就很有必要了。

異步調用

異步調用不阻塞線程,而是把調用塞到線程池中,程序主線程或UI線程可以繼續執行。
委托的異步調用通過BeginInvoke和EndInvoke來實現。

public class 異步調用
{
       
static void Main()
        {
            Console.WriteLine( " ===== 異步調用 AsyncInvokeTest ===== " );
            AddHandler handler = new AddHandler(加法類.Add);

           
// IAsyncResult: 異步操作接口(interface)
           
// BeginInvoke: 委托(delegate)的一個異步方法的開始
            IAsyncResult result = handler.BeginInvoke( 1 , 2 , null , null );

            Console.WriteLine( " 繼續做別的事情。。。 " );

           
// 異步操作返回
            Console.WriteLine(handler.EndInvoke(result));
            Console.ReadKey();
        }
       
/* 運行結果:
         ===== 異步調用 AsyncInvokeTest =====
         繼續做別的事情。。。
         開始計算:1+2
         計算完成!
         3       */
}

可以看到,主線程並沒有等待,而是直接向下運行了。
但是問題依然存在,當主線程運行到EndInvoke時,如果這時調用沒有結束(這種情況很可能出現),這時為了等待調用結果,線程依舊會被阻塞。

異步委托,也可以參考如下寫法:

Action < object > action = (obj) => method(obj);
action.BeginInvoke(obj,ar => action.EndInvoke(ar), null );

簡簡單單兩句話就可以完成一部操作。

異步回調

用回調函數,當調用結束時會自動調用回調函數,解決了為等待調用結果,而讓線程依舊被阻塞的局面。

public class 異步回調
{
       
static void Main()
        {
            Console.WriteLine( " ===== 異步回調 AsyncInvokeTest ===== " );
            AddHandler handler = new AddHandler(加法類.Add);

           
// 異步操作接口(注意BeginInvoke方法的不同!)
            IAsyncResult result = handler.BeginInvoke( 1 , 2 , new AsyncCallback(回調函數), " AsycState:OK " );
           
            Console.WriteLine( " 繼續做別的事情。。。 " );
            Console.ReadKey();
        }

       
static void 回調函數(IAsyncResult result)
        {      // result 是“加法類.Add()方法”的返回值

           
// AsyncResult 是IAsyncResult接口的一個實現類,空間:System.Runtime.Remoting.Messaging
           
// AsyncDelegate 屬性可以強制轉換為用戶定義的委托的實際類。
            AddHandler handler = (AddHandler)((AsyncResult)result).AsyncDelegate;
            Console.WriteLine(handler.EndInvoke(result));
            Console.WriteLine(result.AsyncState);
        }
       
/* 運行結果:
        ===== 異步回調 AsyncInvokeTest =====
        開始計算:1+2
        繼續做別的事情。。。
        計算完成!
        3
        AsycState:OK
                
*/
}

我定義的委托的類型為AddHandler,則為了訪問 AddHandler.EndInvoke,必須將異步委托強制轉換為 AddHandler。可以在異步回調函數(類型為 AsyncCallback)中調用 MAddHandler.EndInvoke,以獲取最初提交的 AddHandler.BeginInvoke 的結果。

問題:

(1)int result = handler.Invoke(1,2);
為什么Invoke的參數和返回值和AddHandler委托是一樣的呢?
答:
Invoke方法的參數很簡單,一個委托,一個參數表(可選),而Invoke方法的主要功能就是幫助你在UI線程上調用委托所指定的方法。Invoke方法首先檢查發出調用的線程(即當前線程)是不是UI線程,如果是,直接執行委托指向的方法,如果不是,它將切換到UI線程,然后執行委托指向的方法。不管當前線程是不是UI線程,Invoke都阻塞直到委托指向的方法執行完畢,然后切換回發出調用的線程(如果需要的話),返回。
所以Invoke方法的參數和返回值和調用他的委托應該是一致的。

(2)IAsyncResult result = handler.BeginInvoke(1,2,null,null);

BeginInvoke : 開始一個異步的請求,調用線程池中一個線程來執行,
返回IAsyncResult 對象(異步的核心). IAsyncResult 簡單的說,他存儲異步操作的狀態信息的一個接口,也可以用他來結束當前異步。
注意: BeginInvoke和EndInvoke必須成對調用.即使不需要返回值,但EndInvoke還是必須調用,否則可能會造成內存泄漏。

(3)IAsyncResult.AsyncState 屬性:
獲取用戶定義的對象,它限定或包含關於異步操作的信息。 例如:

static void AddComplete(IAsyncResult result)
{  
      AddHandler handler = (AddHandler)result.AsyncState;   
      Console.WriteLine(handler.EndInvoke(result));
      。。。。。
}

完整代碼如下:


using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;

using System.Threading;
using System.Runtime.Remoting.Messaging;

namespace ConsoleTest
{
   
public delegate int AddHandler(int a,int b);
   
public class 加法類
    {
       
public static int Add(int a, int b)
        {
            Console.WriteLine("開始計算:" + a + "+" + b);
            Thread.Sleep(3000); //模擬該方法運行三秒
            Console.WriteLine("計算完成!");
           
return a + b;
        }
    }

   
public class 同步調用
    {
       
static void Main()
        {
            Console.WriteLine("===== 同步調用 SyncInvokeTest =====");
            AddHandler handler = new AddHandler(加法類.Add);
           
int result = handler.Invoke(1, 2);

            Console.WriteLine("繼續做別的事情。。。");

            Console.WriteLine(result);
            Console.ReadKey();
        }
       
/*運行結果:
         ===== 同步調用 SyncInvokeTest =====
         開始計算:1+2
         計算完成!
         繼續做別的事情。。。
         3       */
    }

   
public class 異步調用
    {
       
static void Main()
        {
            Console.WriteLine("===== 異步調用 AsyncInvokeTest =====");
            AddHandler handler = new AddHandler(加法類.Add);

           
//IAsyncResult: 異步操作接口(interface)
           
//BeginInvoke: 委托(delegate)的一個異步方法的開始
            IAsyncResult result = handler.BeginInvoke(1, 2, null, null);

            Console.WriteLine("繼續做別的事情。。。");

           
//異步操作返回
            Console.WriteLine(handler.EndInvoke(result));
            Console.ReadKey();
        }
       
/*運行結果:
         ===== 異步調用 AsyncInvokeTest =====
         繼續做別的事情。。。
         開始計算:1+2
         計算完成!
         3       */
    }

   
public class 異步回調
    {
       
static void Main()
        {
            Console.WriteLine("===== 異步回調 AsyncInvokeTest =====");
            AddHandler handler = new AddHandler(加法類.Add);

           
//異步操作接口(注意BeginInvoke方法的不同!)
            IAsyncResult result = handler.BeginInvoke(1,2,new AsyncCallback(回調函數),"AsycState:OK");
           
            Console.WriteLine("繼續做別的事情。。。");
            Console.ReadKey();
        }

       
static void 回調函數(IAsyncResult result)
        {      //result 是“加法類.Add()方法”的返回值

           
//AsyncResult 是IAsyncResult接口的一個實現類,引用空間:System.Runtime.Remoting.Messaging
           
//AsyncDelegate 屬性可以強制轉換為用戶定義的委托的實際類。
            AddHandler handler = (AddHandler)((AsyncResult)result).AsyncDelegate;
            Console.WriteLine(handler.EndInvoke(result));
            Console.WriteLine(result.AsyncState);
        }
       
/*運行結果:
        ===== 異步回調 AsyncInvokeTest =====
        開始計算:1+2
        繼續做別的事情。。。
        計算完成!
        3
        AsycState:OK
                
*/
    }
}


注意!

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