澳门新葡亰官网【转】异步编程 In .NET

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概述

  在前写的平等篇有关async和await的前生今生的篇章以后,大家像以async和await提高网站拍卖能力方面还有局部疑点,博客园本身吗召开了成千上万的尝尝。今天我们重来答复瞬间以此问题,同时我们见面举行一个async和await在WinForm中之尝试,并且相比在4.5前的异步编程模式APM/EAP和async/await的分,最后咱们尚见面追在不同线程之间互相的题目。

  IIS存在着拍卖能力的题材,但是WinForm却是UI响应的题目,并且WinForm的UI线程至始至终都是跟一个,所以两者之间有必然的区分。有人会咨询,现在尚有人形容WinForm吗?好吧,它实在是一个比较老的事物吧,不如WPF炫,技术为不如WPF先进,但是自从架构层面来讲,不管是Web,还是WinForm,又或许WPF,Mobile,这些都只是表现层,不是啊?现在的特大型系统一般桌面客户端,Web端,手机,平板端都见面提到,这也是为什么会产生应用层,服务层的存在。我们当马上谈论的ASP.NET
MVC,WinForm,WFP,Android/IOS/WP
都是展现层,在表现层我们应只是处理以及“表现”相关的逻辑,任何和业务有关的逻辑应该都是位于下层处理的。关于架构的题目,我们后面又逐级深入,另外别说我没提示而,我们今天尚会见看到.NET中另外一个曾经老去的技巧Web
Service。

  还得唤醒您,文章内容有硌长,涉及的知识点比较多,所以,我推荐:”先到后看“
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目录

  • async/await如何升级IIS响应能力
    • 并行处理的步骤
    • 哪些因素影响了咱的应能力
    • async 和
      await做了呀?
    • 差一点接触建议
  • 头Web
    Service的异步模式APM

    • 当WinForm遇到Web
      Service
    • WinForm异步调用Web
      Service
  • APM异步编程详解
    • 线程问题
    • 从Delegate开始
    • 再也认识APM
  • EAP(Event-Based Asynchroronous
    Pattern)

    • 线程问题
  • async/await
    给WinForm编程带来了啊?
  • 差线程之间通讯的问题
    • 万能的InvokeI
    • SynchronizationContex上下文同步对象
  • 小结
  • 引用 &
    扩展阅读

async/await如何升级IIS处理能力

  首先应能力连无全是说咱先后性能的问题,有时候可能你的程序尚未另外问题,而且仔细经过优化,可是响应能力或没上来,网站性能分析是一个繁杂的活着,有时候只能依赖经验与缕缕的尝尝才能够达比较好的效果。当然我们今天谈论的重中之重是IIS的拍卖能力,或者也可能就是IIS的习性,但绝非代码本身的属性。即使async/await能够增进IIS的拍卖能力,但是对用户来说一切页面从发起呼吁到页面渲染完成的这些日,是勿会见因咱们加以了async/await之后发生多异常变之。

  另外异步的ASP.NET并非只有async/await才堪开的,ASP.NET在Web
Form时代就已经发异步Page了,包括ASP.NET
MVC不是吧时有发生异步的Controller么?async/await
很新,很非常,但是它为只是于本来一技基础及开了一部分改良,让程序员们写于异步代码来重新易于了。大家经常说微软喜爱新瓶装旧酒,至少我们要察看此新瓶被我们带来了什么,不管是其他产品,都非可能同样开始即够呛圆满,所以持续的迭代创新,也得以说凡是同等种科学做事的方式。

ASP.NET并行处理的步调

   ASP.NET是哪些当IIS中行事之相同轻柔就老详细的牵线了一个请是哪由客户端到服务器的HTTP.SYS最后进入CLR进行处理的(强烈建议不打听就无异块的同班先押就首文章,有助于你懂本小节),但是拥有的步子都是基于一个线程的若下展开的。IIS本身就是是一个差不多线程的劳作条件,如果我们由多线程的观点来看会发生什么变化吧?我们先是来拘禁一下底就张图。注意:我们下面的步调是建立于IIS7.0以后的融会模式基础之上的。(注:下面这张图在dudu的提醒后,重新开了有的找工作,做了有改成,w3dt这同一步来自于博客园社对题目的不断探索,详情可触发这里)

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  我们再次来梳理一下端的手续:

  1. 所有的呼吁最初步是出于HTTP.SYS接收的,HTTP.SYS内部发生一个队列维护着这些请求,这个队的request的多寡超越一定数额(默认是1000)的上,HTTP.SYS就会见直接返回503状态(服务器忙),这是咱们的首先独阀门。性能计数指标:“Http
    Service Request Queues\CurrentQueueSize
  2. 出于w3dt负责把要从HTTP.SYS
    的队列中置一个遥相呼应端口的序列中,据非官方资料显示该队长度也能啊20(该队是非公开的,没有文档,所以也尚未性计数器)。
  3. IIS
    的IO线程从达平等步的队列中收获请求,如果是急需ASP.NET处理的,就会传递给CLR
    线程池的Worker 线程,IIS的IO线程继续回来重新做该步骤。CLR
    线程池的Worker线程数量是亚个阀门。
  4. 当CLR中正为拍卖的请求数据超出一定值(最特别并行处理请求数量,.NET4过后默认是5000)的时光,从IO线程过来的伸手虽不见面一直提交Worker线程,而是坐一个进程池级别的一个班了,等到这数据仅次于临界值的时段,才见面把它再提交Worker线程去处理。这是咱的老三独阀门。
  5. 达等同步着说到的要命进程池级别之序列有一个长短的限制,可以透过web.config里面的processModel/requestQueueLimit来设置。这可说吧是一个阀门。当在处理的数码过所许的尽深并行处理请求数量的时刻,我们就会见得到503了。可以由此性能计数指标:“ASP.NET
    v4.0.30319\Requests Queued
    ” 来查看该队的长。

 哪些因素会决定我们的响应能力

  从上面我们涉了几很阀门中,我们得汲取下面的几单数字控制或者说影响在我们的应能力。

  1. HTTP.SYS队列的尺寸
  2. CLR线程池最深Worker线程数量
  3. 尽酷并行处理请求数量
  4. 进程池级别队列所许的长

HTTP.SYS队列的尺寸

  斯自家当无欲格外解释,默认值是1000。这个价在我们我们后IIS
IO线程和Worker线程的处理速度,如果她简单只都处理不了,这个数字再度好也并未因此。因为最后他们见面被贮存到进程池级别之行中,所以只是会招内存的浪费。

不过充分Worker线程数量

  这个价值是可于web.config中进行配置的。

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  maxWorkerThreads: CLR中真正处理要的极端深Worker线程数量
  minWorkerThreads:CLR中诚处理要的卓绝小Worker线程数量

  minWorkerThreads的默认值是1,合理的加大他们得避不必要之线程创建同销毁工作。

极端深并行处理请求数量

  进程池级别之班给咱们的CLR一定的缓冲,这中如留意的是,这个班还未曾进来到CLR,所以其不会见占用我们托管环境的别样资源,也就是是将请求卡在了CLR的外面。我们用在aspnet.config级别进行部署,我们得以.net
fraemwork的设置目录下找到它们。一般是 C:\Windows\Microsoft.NET\Framework\v4.0.30319
如果你安装的凡4.0之语句。

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  maxConcurrentRequestPerCPU:
每个CPU所兴的顶老并行处理请求数量,当CLR中worker线程正在处理的呼吁的与超过此累时,从IO线程过来的求虽会于放到我们进程池级别的队列中。
  maxConcurrentThreadsPerCPU: 设置为0即禁用。
  requestQueue: 进程池级别队列所兴的长度  

async和await 做了啊?

  我们总算使切入主题了,拿ASP.NET
MVC举例,如果不下async的Action,那么得,它是当一个Woker线程中实践的。当我们走访一些web
service,或者读文件的时刻,这个Worker线程就见面于封堵。假设我们这Action执行时间一起是100ms,其它访问web
service花了80ms,理想图景下一个Worker线程一秒可以响应10单请求,假而我们的maxWorkerThreads是10,那我们一样秒内连续可响应请求虽是100。如果说我们怀念把此可响应请求数升到200庸开吗?

  有人会说,这尚免略,把maxWorkerThreads调20免就执行了呢?
其实我们做啊从不什么
问题,确实是得的,而且也确实会于及意向。那我们为什么还要大费周章的动手什么
async/await呢?搞得脑子都晕了?async/await给咱们缓解了啊问题?它可以当我们走访web
service的下把当下底worker线程放走,将它放回线程池,这样她就足以错过处理外的恳求了。等及web
service给咱们回到结果了,会重到线程池中随心所欲以一个新的woker线程继续朝着生实施。也就是说我们减了那么有等候的时光,充份利用了线程。

    我们来比一下以async/awit和未采取的景况,

  不应用async/await: 20个woker线程1s得拍卖200单请求。

  那转换成总的时空的哪怕是 20 * 1000ms =  20000ms,
  其中等待的时间啊 200 * 80ms = 16000ms。
  也就是说使用async/await我们足足节约了16000ms的年华,这20独worker线程又见面再夺处理要,即使如约每个请求100ms的拍卖时我们尚可以重复充实160只请求。而且转移忘了100ms是基于联合情况下,包括等待时在内的根基及得的,所以实际上状况恐怕还要多,当然我们这里没算上线程切换的时刻,所以实际情形被是有好几差别的,但是当无会见非常死,因为我们的线程都是冲线程池的操作。
  所有结果是20只Worker线程不应用异步的状况下,1s能自理200独请求,而动异步的景况下得以处理360个请求,立马提升80%呀!采用异步之后,对于同的求数量,需要的Worker线程数据会大大减少50%横,一个线程至少会以积上分红1M的内存,如果是1000单线程那便是1G之容量,虽然内存现在方便,但是看着到底是好之嘛,而且更不见的线程是得抽线程池以保障线程时发的CPU消耗的。另:dudu分享 CLR1秒之内只能创造2个线程。

  注意:以上数量并非真实测试数据,真实情况一个request的时刻呢休想100ms,花费在web
service上之工夫啊不用80ms,仅仅是叫大家一个思路:),所以这中间所以了async和await之后对响应能力有差不多不胜的升级换代和咱们本堵塞在这些IO和网及的岁月是出死要命之涉嫌之。

几乎点建议

  看此,不了解大家产生没发获取点什么。首先第一沾我们只要清楚之是async/await不是万能药,不们不能够想光写点儿个光键字就算指望性能的升迁。要切记,一个CPU在同一时间段内是不得不执行一个线程的。所以马上为是怎async和await建议于IO或者是网络操作的时段使用。我们的MVC站点访问WCF或者Web
Service这种现象就是挺之契合采取异步来操作。在地方的例证中80ms读取web
service的工夫,大部份时间还是勿欲cpu操作的,这样cpu才方可于外的线程利用,如果不是一个读取web
service的操作,而是一个繁杂计算的操作,那尔就是当着cpu爆表吧。

  第二沾是,除了次中利用异步,我们地方讲到之有关IIS的部署是十分重要之,如果下了异步,请记得将maxWorkerThreads和maxConcurrentRequestPerCPU的值调高试试。

 早期对Web service的异步编程模式APM

  说得了我们伟大上的async/await之后,我们来看看是技能非常老,但是概念确依旧持续至今天之Web
Service。 我们这边所说的对web
service的异步编程模式不是恃以劳动器端的web service本身,而是借助调用web
service的客户端。大家知晓对web service,我们经过增补加web
service引用或者.net提供的成形工具就得生成对应的代理类,可以为咱们像调用本地代码一样看web
service,而所大成的代码类吃对针对性各国一个web
service方法生成3单照应的艺术,比如说我们的不二法门名叫DownloadContent,除了这艺术外还有BeginDownloadContent和EndDownloadContent方法,而立半个就是咱今天如说的头的异步编程模式APM(Asynchronous
Programming Model)。下面就是来探望我们web
service中的代码,注意我们今天之花色都是在.NET Framework3.5下实现之。

 PageContent.asmx的代码

public class PageContent : System.Web.Services.WebService
{
    [WebMethod]
    public string DownloadContent(string url)
    {
        var client = new System.Net.WebClient();
        return client.DownloadString(url);
    }
}

  注意我们web
service中的DownloadContent方法调用的是WebClient的齐方法,WebClient也产生异步方法就是:DownloadStringAsync。但是大家只要知道,不管服务器是一块还是异步,对于客户端的话调用了公是web
service都是一样的,就是得相当而回去结果。

  当然,我们呢可像MVC里面的代码一样,把咱的服务器端也写成异步的。那得好处的是那个托管web
service的服务器,它的拍卖能力赢得提高,就像ASP.NET一样。如果我们用JavaScript去调用这个Web
Service,那么Ajax(Asynchronous Javascript +
XML)就是咱们客户端用到的异步编程技术。如果是外的客户端也?比如说一个CS的桌面程序?我们得异步编程么?

当WinForm遇上Web Service

  WinForm不像托管在IIS的ASP.NET网站,会时有发生一个线程池管理在多只线程来处理用户的恳求,换个说法ASP.NET网站生来就冲多线程的。但是,在WinForm中,如果我们不刻意用多线程,那至始至终,都单来一个线程,称之为UI线程。也许在一些小型的网中WinForm很少涉及到多线程,因为WinForm本身的优势就于她是单独运转在客户端的,在性能上同操作性上且见面发生很非常的优势。所以广大中小型的WinForm系统还是一直就是访数据库了,并且多也仅生数据的传导,什么图片资源那是老少之,所以待的时空是生紧缺的,基本不用花啊脑子去考虑什么3秒内要将页面显示到用户面前这种题材。

  既然WinForm在性能上发出这样可怜的优势,那她还需异步吗?

  我们地方说之是中小型的WinForm,如果是重型的体系也?如果WinForm只是其他的雅有些片段,就像咱文章开始说的还有许多别众多个手机客户端,Web客户端,平板客户端也?如果客户端很多导致数据库撑不停歇怎么惩罚?
想当当中加相同交汇缓存怎么收拾?

  以一个b2b的网站功能举例,用户可以由此网站下单,手机吗得下单,还可以通过电脑的桌面客户端下单。在生完单之后要到位市,库存扣减,发送订单确认通知等等功能,而无论是您的订单是通过哪个端好的,这些功能我们都如去开,对啊?那咱们就算非可知独在WinForm里面了,不然这些代码在另外的端里又得全体新再相继实现,同样的代码放在不同的地方那不过相当危险的,所以就算时有发生了我们后来的SOA架构,把这些成效都缩减成服务,每种型的捧都是调用服务就好了。一凡是可统一保护这些作用,二是可以充分有益于之开扩展,去还好的服功能跟架构上之扩张。比如说像下这样的一个系。

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  在达标图中,Web端虽然为是属我们平常说之服务端(甚至是由多华服务器组成的web群集),但是针对我们一切系统吧,它为特是一个端而已。对于一个端的话,它自己就处理和用户交互的题目,其余具备的效应,业务还见面付出后来台处理。在我们地方的架中,应用层都非会见一直到位真正业务逻辑相关的拍卖,而是坐我们重新下层数据层去开拍卖。那么应用层主要协助做有同用户交互的一对效,如果手机短信发送,邮件发送等等,并且可因先级选择是放开入行中稍候处理或一直调用功能服务就处理。

  以如此的一个体系受到,我们的Web服务器可以,Winform端也好都将仅是总体系统被的一个巅峰,它们主要的另外是用户与后服务中的一个大桥。涉及到Service的调用之后,为了让用户良好的用户体验,在WinForm端,我们本将考虑异步的问题。 

WinForm异步调用Web Service

  有矣诸如VS这样强劲的工具为我们转变代理类,我们以形容调用Web
service的代码时即足以像调用本地类库一样调用Web
Service了,我们无非待加上一个Web Reference就可了。

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// Form1.cs的代码

private void button1_Click(object sender, EventArgs e)
{
    var pageContentService = new localhost.PageContent();
    pageContentService.BeginDownloadContent(
        "http://jesse2013.cnblogs.com",
        new AsyncCallback(DownloadContentCallback),
        pageContentService);
}

private void DownloadContentCallback(IAsyncResult result)
{
    var pageContentService = (localhost.PageContent)result.AsyncState;
    var msg = pageContentService.EndDownloadContent(result);
    MessageBox.Show(msg);
}

  代码非常之简易,在实行完pageContentService.BeginDownloadContent之后,我们的主线程就赶回了。在调用Web
service这段时日内我们的UI不会被打断,也未会见起“无法响应这种情景”,我们还可拖动窗体甚至举行其他的业务。这便是APM的魔力,但是咱的callback究竟是以谁线程中实践的也?是线程池中之丝程么?咋们接着朝下看。

APM异步编程模式详解

线程问题

  接下去我们便是重复进一步的问询APM这种模式是如何做事的,但是首先我们要对上面留下来的题材,这种异步的编程方式发出没有产生呢我们被新的线程?让代码说话:

private void button1_Click(object sender, EventArgs e)
{
    Trace.TraceInformation("Is current thread from thread pool? {0}", Thread.CurrentThread.IsThreadPoolThread ? "Yes" : "No");
    Trace.TraceInformation("Start calling web service on thread: {0}", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
    var pageContentService = new localhost.PageContent();
    pageContentService.BeginDownloadContent(
        "http://jesse2013.cnblogs.com",
        new AsyncCallback(DownloadContentCallback),
        pageContentService);
}

private void DownloadContentCallback(IAsyncResult result)
{
    var pageContentService = (localhost.PageContent)result.AsyncState;
    var msg = pageContentService.EndDownloadContent(result);

    Trace.TraceInformation("Is current thread from thread pool? {0}" , Thread.CurrentThread.IsThreadPoolThread ? "Yes" : "No");
    Trace.TraceInformation("End calling web service on thread: {0}, the result of the web service is: {1}",
        Thread.CurrentThread.ManagedThreadId,
        msg);
}

  我们于按钮点击的措施及callback方法中分别出口当前线程的ID,以及她们是不是属于线程池的线程,得到的结果如下:

  Desktop4.0.vshost.exe
Information: 0 : Is current thread a background thread? NO
  Desktop4.0.vshost.exe
Information: 0 : Is current thread from thread pool? NO
  Desktop4.0.vshost.exe
Information: 0 : Start calling web service on thread: 9
  Desktop4.0.vshost.exe
Information: 0 : Is current thread a background thread? YES
  Desktop4.0.vshost.exe
Information: 0 : Is current thread from thread pool? YES
  Desktop4.0.vshost.exe
Information: 0 : End calling web service on thread: 14, the result of
the web service is: <!DOCTYPE html>…

  按钮点击的法门是出于UI直接决定,很显眼它不是一个线程池线程,也非是后台线程。而我们的callback却是以一个来自于线程池的后台线程执行的,答案揭晓了,可是这会于咱们带一个题材,我们地方说了才出UI线程也得以错过创新我们的UI控件,也就是说在callback中我们是勿可知更新UI控件的,那我们如何给更新UI让用户了解反馈也?答案于后头接晓
:),让咱先行注意让把APM弄明白。

从Delegate开始

  其实,APM在.NET3.5先都给广大采用,在WinForm窗体控制着,在一个IO操作的类库中等等!大家好十分易之找到搭配了Begin和End的点子,更要紧的凡设是有代理的地方,我们都得以用APM这种模式。我们来拘禁一个好简短的例子:

delegate void EatAsync(string food);
private void button2_Click(object sender, EventArgs e)
{
    var myAsync = new EatAsync(eat);
    Trace.TraceInformation("Activate eating on thread: {0}", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
    myAsync.BeginInvoke("icecream", new AsyncCallback(clean), myAsync);
}

private void eat(string food)
{
    Trace.TraceInformation("I am eating.... on thread: {0}", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
}

private void clean(IAsyncResult asyncResult)
{
    Trace.TraceInformation("I am done eating.... on thread: {0}", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
}

  上面的代码中,我们透过把eat封装成一个委托,然后再度调用该信托的BeginInvoke方法实现了异步的履。也就算是实际上的eat方法不是以主线程中推行之,我们可以拘留输出的结果:

  Desktop4.0.vshost.exe
Information: 0 : Activate eating on thread: 10
  Desktop4.0.vshost.exe
Information: 0 : I am eating…. on thread: 6
  Desktop4.0.vshost.exe
Information: 0 : I am done eating…. on thread: 6

  clean是咱污染进的callback,该方法会在我们的eat方法执行了事后为调用,所以它见面及我们eat方法以同一个线程中于调用。大家而熟悉代理的口舌就会见理解,代码实际上会被编译成一个近似,而BeginInvoke和EndInvoke方法正是编译器为咱机关加进去的主意,我们无用额外做任何事情,这在首没有TPL和async/await之前(APM从.NET1.0时就是产生矣),的确是一个是的精选。

更认识APM

打探了Delegate实现的BeginInvoke和EndInvoke之后,我们重来分析一下APM用到的那些对象。
拿我们Web service的代办类来举例,它吗咱转变了以下3独道:

  1. string DownloadContent(string url): 同步方法
  2. IAsyncResult BeginDownloadContent(string url, AsyncCallback
    callback, object asyncState): 异步开始计
  3. EndDownloadContent(IAsyncResult asyncResult):异步结束方法

  于我们调用EndDownloadContent方法的早晚,如果我们的web

service调用还尚未回来,那这个时就是见面为此阻塞的不二法门去用结果。但是以咱们传到BeginDownloadContent中之callback被调用的时候,那操作必然是早已到位了,也就是说IAsyncResult.IsCompleted

true。而在APM异步编程模式中Begin方法总是回到IAsyncResult这个接口的兑现。IAsyncReuslt仅仅包含以下4独特性:

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  WaitHanlde通常作为同对象的基类,并且可使它来阻塞线程,更多信息方可参考MSDN.aspx) 。
借助于IAsyncResult的辅,我们就算可由此以下几栽艺术去赢得当前所执操作的结果。

  1. 轮询
  2. 强制等
  3. 得通知

  完成通知就是等以”WinForm异步调用WebService”那收着之所以到的道,调了Begin方法后,主线程就算就任务了。我们吧未用监督该操作的尽情况,当该操作实践了之后,我们当Begin方法吃传上的callback就会吃调用了,我们得于深方式吃调用End方法去取得结果。下面我们重新略说一下面前两种植方法。

//轮询获取结果代码

var pageContentService = new localhost.PageContent();
IAsyncResult asyncResult = pageContentService.BeginDownloadContent(
    "http://jesse2013.cnblogs.com",
    null,
    pageContentService);

while (!asyncResult.IsCompleted)
{
    Thread.Sleep(100);
}
var content = pageContentService.EndDownloadContent(asyncResult);

 // 强制等结果代码

var pageContentService = new localhost.PageContent();
IAsyncResult asyncResult = pageContentService.BeginDownloadContent(
    "http://jesse2013.cnblogs.com",
    null,
    pageContentService);

// 也可以调用WaitOne()的无参版本,不限制强制等待时间
if (asyncResult.AsyncWaitHandle.WaitOne(2000))
{
    var content = pageContentService.EndDownloadContent(asyncResult);
}
else
{ 
    // 2s时间已经过了,但是还没有执行完   
}

EAP(Event-Based Asynchronous Pattern)

  EAP是于.NET2.0出产的外一样种过渡的异步编程模型,也是以.NET3.5从此Microsoft支持的相同种植做法,为什么呢?
如果大家打一个.NET4.0或者又强版本的WinForm项目,再失加加Web
Reference就见面发现变化的代办类吃就远非Begin和End方法了,记住在3.5的当儿是双方共存之,你得挑选随机一栽来用。但是到了.NET4.0事后,EAP成为了卿唯一的选取。(我从不尝试了手动生成代理类,有趣味的同校可以品尝一下)让咱来拘禁一下当.NET4产,我们是怎异步调用Web
Service的。

private void button1_Click(object sender, EventArgs e)
{
    var pageContent = new localhost.PageContent();
    pageContent.DownloadContentAsync("http://jesse2013.cnblogs.com");
    pageContent.DownloadContentCompleted += pageContent_DownloadContentCompleted;
}

private void pageContent_DownloadContentCompleted(object sender, localhost.DownloadContentCompletedEventArgs e)
{
    if (e.Error == null)
    {
        textBox1.Text = e.Result;
    }
    else
    { 
        // 出错了
    }
}

线程问题

  不知底大家还是否记得,在APM模式被,callback是实施于另一个线程中,不可知随易的错过更新UI。但是只要您仔细看一下者的代码,我们的DownloadContentCompleted事件绑定的办法中一直就创新了UI,把返回的情写及了一个文本框里面。通过同样的法门可发现,在EAP这种异步编程模式下,事件绑定的方吧是以调用的充分线程中尽之。也就是说解决了异步编程的时光UI交互的题目,而且是于与一个线程中履行。
看看下面的代码:

private void button1_Click(object sender, EventArgs e)
{
    Trace.TraceInformation("Call DownloadContentAsync on thread: {0}", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
    Trace.TraceInformation("Is current from thread pool? : {0}", Thread.CurrentThread.IsThreadPoolThread ? "YES" : "NO");

    var pageContent = new localhost.PageContent();
    pageContent.DownloadContentAsync("http://jesse2013.cnblogs.com");
    pageContent.DownloadContentCompleted += pageContent_DownloadContentCompleted;
}

private void pageContent_DownloadContentCompleted(object sender, localhost.DownloadContentCompletedEventArgs e)
{
    Trace.TraceInformation("Completed DownloadContentAsync on thread: {0}", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
    Trace.TraceInformation("Is current from thread pool? : {0}", Thread.CurrentThread.IsThreadPoolThread ? "YES" : "NO");
}

  Desktop4.vshost.exe
Information: 0 : Call DownloadContentAsync on thread: 10

  Desktop4.vshost.exe
Information: 0 : Is current from thread pool? : NO

  Desktop4.vshost.exe
Information: 0 : Completed DownloadContentAsync on thread: 10

  Desktop4.vshost.exe
Information: 0 : Is current from thread pool? : NO

async/await 给WinFrom带来了什么

  如果说async给ASP.NET带来的是处理能力的增高,那么当WinForm中让程序员带来的利益虽是极端深之。我们还为毫不因为要是贯彻异步写回调或者绑定事件了,省事了,可读性也增长了。不信仰你看下我们以调用我们那个web
service的代码在.NET4.5产实现转:

private async void button2_Click(object sender, EventArgs e)
{
    var pageContent = new localhost.PageContentSoapClient();
    var content = await pageContent.DownloadContentAsync("http://jesse2013.cnblogs.com");

    textBox1.Text = content.Body.DownloadContentResult;
}

  简单的老三实践代码,像写同步代码一样写异步代码,我思可能就就算是async/await的魔力吧。在await之后,UI线程就可回到响应UI了,在地方的代码中我们是没有初线程产生的,和EAP一样以到结果一直就好本着UI操作了。

  async/await似乎真正很好,但是一旦我们await后面的代码执行在另外一个线程中会发什么业务为?

private async void button1_Click(object sender, EventArgs e)
{
    label1.Text = "Calculating Sqrt of 5000000";
    button1.Enabled = false;
    progressBar1.Visible = true;

    double sqrt = await Task<double>.Run(() =>
    {
        double result = 0;
        for (int i = 0; i < 50000000; i++)
        {
            result += Math.Sqrt(i);

            progressBar1.Maximum = 50000000;
            progressBar1.Value = i;
        }
        return result;
    });

    progressBar1.Visible = false;
    button1.Enabled = true;
    label1.Text = "The sqrt of 50000000 is " + sqrt;
}

  我们于界面中推广了一个ProgressBar,同时起一个线程去管由1及5000000之平方全部加以起来,看起是一个雅耗时的操作,于是我们为此Task.Run开了一个初的线程去实践。(注:如果是纯粹运算的操作,多线程操作对性能没多老帮扶,我们这里关键是怀念给UI一个快显示当前展开到啦一样步了。)看起没呀问题,我们本F5运行吧!
  Bomb~

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  当尽及这边的时,程序即使夭折了,告诉我们”无效操作,只能从创立porgressBar的线程访问它。“
 这也是咱们一样开始波及的,在WinForm主次中,只有UI主线程才能够针对UI进行操作,其它的线程是无权限的。接下来我们便来探,如果以WinForm中落实非UI线程对UI控制的更新操作。 

不等线程之间通讯的问题

万能的Invoke

  WinForm中多数的控件包括窗体在内都实现了Invoke.aspx)方法,可以流传一个Delegate,这个Delegate将会晤受有十分控制的线程所调用,从而避免了跨线程访问的题目。

Trace.TraceInformation("UI Thread : {0}", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
double sqrt = await Task<double>.Run(() =>
{
    Trace.TraceInformation("Run calculation on thread: {0}", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
    double result = 0;
    for (int i = 0; i < 50000000; i++)
    {
        result += Math.Sqrt(i);
        progressBar1.Invoke(new Action(() => {
            Trace.TraceInformation("Update UI on thread: {0}", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
            progressBar1.Maximum = 50000000;
            progressBar1.Value = i;
        }));
    }
    return result;
});

  Desktop.vshost.exe Information: 0 : UI
Thread : 9
  Desktop.vshost.exe Information: 0 : Run calculation on
thread: 10
  Desktop.vshost.exe
Information: 0 : Update UI on thread: 9

  Invoke方法比较简单,我们虽未开过多的钻研了,但是我们如果考虑到一点,Invoke是WinForm实现之UI跨线程沟通方式,WPF用底可是Dispatcher,如果是于ASP.NET下跨线程之间的联合又怎处置为。为了配合各种技能平台下,跨线程同步的题材,Microsoft在.NET2.0的时节就是引入了咱下面的此目标。

SynchronizationContext上下文同步对象

怎么要SynchronizationContext

  就像我们在WinForm中碰到的题材同,有时候我们用在一个线程中传递一些数码要做一些操作及另外一个线程。但是于大部分状下这是不允的,出于安全因素的设想,每一个线程都有她独立的内存空间和上下文。因此在.NET2.0,微软推出了SynchronizationContext。

  它要的意义有是吧我们提供了同一种植将片行事职责(Delegate)以行的不二法门囤于一个上下文对象中,然后把这些上下文对象关联到现实的线程上,当然有时候多单线程也足以提到到同一个SynchronizationContext对象。获取当前线程的一路上下文对象足以下SynchronizationContext.Current。同时其还也咱提供以下简单单道Post和Send,分别是以异步和联合的法以我们地方说之办事任务放到我们SynchronizationContext的序列中。

SynchronizationContext示例

  还是拿我们地方Invoke中因故到之例子举例,只是这次我们不直接调用控件的Invoke方法去创新她,而是写了一个Report的法子专门去更新UI。

double sqrt = await Task<double>.Run(() =>
{
    Trace.TraceInformation("Current thread id is:{0}", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);

    double result = 0;
    for (int i = 0; i < 50000000; i++)
    {
        result += Math.Sqrt(i);
        Report(new Tuple<int, int>(50000000, i));
    }
    return result;
});

  每一样差操作了后我们调用一下Report方法,把咱一起要算的数字,以及当前着测算的数字传为她便好了。接下来就是扣留我们的Report方法了。

private SynchronizationContext m_SynchronizationContext;
private DateTime m_PreviousTime = DateTime.Now;

public Form1()
{
    InitializeComponent();
    // 在全局保存当前UI线程的SynchronizationContext对象
    m_SynchronizationContext = SynchronizationContext.Current;
}

public void Report(Tuple<int, int> value)
{
    DateTime now = DateTime.Now;
    if ((now - m_PreviousTime).Milliseconds > 100)
    {
        m_SynchronizationContext.Post((obj) =>
        {
            Tuple<int, int> minMax = (Tuple<int, int>)obj;
            progressBar1.Maximum = minMax.Item1;
            progressBar1.Value = minMax.Item2;
        }, value);

        m_PreviousTime = now;
    }
}

  整个操作看起要较Inovke复杂一点,与Invoke不同的是SynchronizationContext不待对Control的援,而Invoke必须先得生深控件才会调用它的Invoke方法对其进行操作。

小结

  这篇博客内容发生硌长,不晓出微人足见见这里:)。最开头我只是怀念写写WinFrom下异步调用Web
Service的组成部分事物,在相同初步马上首文书之题目是”异步编程在WinForm下的施行“,但是写着形容着发现越来越多的迷团没有解开,其实都是片尽的技巧以前没点和掌握好,所以所幸就一次性将他们还重新学习了平通,与大家享用。

  我们重来回顾一下篇章所涉嫌到的有些着重的定义:

  1. async/await
    于ASP.NET做的顶老奉献(早期ASP.NET的异步开发模式同样为来这么的孝敬),是以走访数据库的时刻、访问远程IO的早晚马上放出了目前之拍卖性程,可以让这些线程回到线程池中,从而实现好去处理其他要的功用。
  2. 异步的ASP.NET开发能当拍卖能力达到带多特别之提高,取决于我们的顺序来多少时间是叫封堵的,也就是那些访问数据库和长距离Service的时间。
  3. 除开将代码改化异步,我们还得在IIS上举行片对立的配置来实现最优化。
  4. 任是ASP.NET、WinForm还是Mobile、还是平板,在巨型系统遭到都只是是一个和用户交互的端而已,所以不管您本凡召开所谓的前端(JavaScript +
    CSS等),还是所谓的后端(ASP.NET MVC、WCF、Web API 等
    ),又或是比时的移动端(IOS也好,Andrioid也罢,哪怕是免争气的WP),都只是整套大型系统被的琐碎一角而已。当然我并无是降级这些端的价,正是以咱们注意让不同,努力提高每一个端的用户体验,才能够被这些巨型系统有露脸的时机。我想说之是,在你针对今天技术得到一定之得后,不要停止学习,因为任何软件架构体系受到还有多众多美之事物值得我们去发现。
  5. APM和EAP是在async/await之前的有限种不同之异步编程模式。
  6. APM如果不打断主线程,那么成功通知(回调)就会尽于另外一个线程中,从而为我们更新UI带来一定之题目。
  7. EAP的通告事件是于主线程中执的,不见面设有UI交互的问题。
  8. 最终,我们还读了于Winform下殊线程之间相的问题,以及SynchronizationContext。
  9. APM是.NET下最早的异步编程方法,从.NET1.0来说就发了。在.NET2.0底上,微软意识及了APM的回调函数中与UI交互的题目,于是带来了新的EAP。APM与EAP一直并存到.NET3.5,在.NET4.0之时刻微软带来了TPL,也即是咱们所熟识的Task编程,而.NET4.5不怕是咱大家理解之async/await了,可以看到.NET一直在非停歇的上进,加上多年来频频的及开源社区的搭档,跨平台等风味的引入,我们发出理由相信.NET会更加活动越好。

  最后,这篇稿子于查找资料学习到写出来,差不多花了本人点儿个周未的流年,希望会吃需要之丁要感兴趣想使不断学习的食指或多或少增援(不管是通向前方修,还是向后学)最后还要谢@田园里面的蟋蟀,在看的当儿吃我找了一部分错别字!

援 & 扩展阅读

http://blogs.msdn.com/b/tmarq/archive/2010/04/14/performing-asynchronous-work-or-tasks-in-asp-net-applications.aspx
http://blog.stevensanderson.com/2008/04/05/improve-scalability-in-aspnet-mvc-using-asynchronous-requests
http://blogs.msdn.com/b/tmarq/archive/2007/07/21/asp-net-thread-usage-on-iis-7-0-and-6-0.aspx 
http://blogs.msdn.com/b/tmarq/archive/2010/04/14/performing-asynchronous-work-or-tasks-in-asp-net-applications.aspx
http://mohamadhalabi.com/2014/05/08/thread-throttling-in-iis-hosted-wcf-sync-vs-async/
Pro Asynchronous Programs with .NET by Richard Blewett and Andrew Clymer

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