[转]在.NET中开展异步编程

概述

  以之前写的平首有关async和await的前生今生的章之后,大家似乎在async和await提高网站拍卖能力方面还有一对问号,博客园本身也召开了好多的品味。今天咱们更来应对瞬间之问题,同时我们会召开一个async和await在WinForm中之品味,并且相比在4.5事先的异步编程模式APM/EAP和async/await的区别,最后我们还见面追在不同线程之间相互的题目。

  IIS存在着拍卖能力的题材,但是WinForm却是UI响应的问题,并且WinForm的UI线程至始至终都是和一个,所以两者之间有自然之分别。有人会问,现在尚有人形容WinForm吗?好吧,它真的是一个于一直的事物呢,不如WPF炫,技术吧不如WPF先进,但是由架构层面来讲,不管是Web,还是WinForm,又或者WPF,Mobile,这些都只是表现层,不是也?现在之大型系统一般桌面客户端,Web端,手机,平板端都见面波及,这为是干吗会发出应用层,服务层的存在。我们在当时谈论的ASP.NET
MVC,WinForm,WFP,Android/IOS/WP
都是显现层,在表现层我们应该只处理及“表现”相关的逻辑,任何和业务有关的逻辑应该还是在下层处理的。关于架构的题目,我们后更逐级深入,另外别说自己莫提醒而,我们今天尚会看到.NET中任何一个就老去的技艺Web
Service。

  还得提醒而,文章内容有硌长,涉及的知识点比较多,所以,我推荐:”先到后关禁闭“
,先到后看是21世纪看长篇的首选的志,是了不起关系的启幕,想清楚凡是什么会为您特殊吧?想了解为什么上海今见面下这么老的雨么?请牢记先到后看,你到的莫是自家之章,而是我们冒着大雨还要去上班的可贵精神!先到后关禁闭,你值得所有!

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响应能力
    • async 和
      await做了呀?
    • 几乎沾建议
  • 初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
    • 还认识APM
  • EAP(Event-Based Asynchroronous
    Pattern)

    • 线程问题
  • async/await
    给WinForm编程带来了呀?
  • 今非昔比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如何提升IIS处理能力

  首先应能力并无完全是说咱们先后性能的题目,有时候可能您的次尚未任何问题,而且仔细经过优化,可是响应能力或无上来,网站性能分析是一个犬牙交错的生活,有时候只能凭借经验与相连的品味才能够及比较好之效应。当然我们今天谈论的重中之重是IIS的拍卖能力,或者为说不定就是IIS的性,但不曾代码本身的习性。即使async/await能够加强IIS的拍卖能力,但是对于用户来说一切页面从发起呼吁到页面渲染完成的这些日,是无会见因咱们加了async/await之后发生多特别变之。

  另外异步的ASP.NET并非只有async/await才得以做的,ASP.NET在Web
Form时代就算曾经产生异步Page了,包括ASP.NET
MVC不是啊发异步的Controller么?async/await
很新,很死,但是它们吗只是在本来一术基础及召开了部分改良,让程序员们写于异步代码来还易于了。大家常常说微软喜爱新瓶装旧酒,至少我们若来看是新瓶被咱们带了啊,不管是其余产品,都无可能同样开始便特别完善,所以持续的迭代创新,也得以说凡是一致栽对做事的章程。

ASP.NET并行处理的步骤

   ASP.NET是什么在IIS中工作之同样轻柔就充分详细的牵线了一个央是何等由客户端到服务器的HTTP.SYS最后进入CLR进行处理的(强烈建议不打听这同一块的同桌先看即首文章,有助于你掌握本小节),但是有的步骤都是因一个线程的如下开展的。IIS本身便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啊变动也?我们首先来拘禁一下下面这张图。注意:我们下面的手续是确立在IIS7.0以后的并轨模式基础之上的。(注:下面就张图于dudu的提拔后,重新开了有摸索工作,做了片改变,w3dt这同样步来自于博客园团体对问题之穿梭追,详情可接触这里)

  我们更来梳理一下面的步调:

  1. 具的请求最初步是出于HTTP.SYS接收的,HTTP.SYS内部生一个班维护在这些请求,这个行列的request的多少超出一定数量(默认是1000)的上,HTTP.SYS就见面直接返回503态(服务器忙),这是咱们的首先个阀门。性能计数指标:“Http
    Service Request Queues\CurrentQueueSize
  2. 是因为w3dt负责将要于HTTP.SYS
    的行列中坐一个应和端口的行中,据非官方资料展示该队长度也能够吧20(该队是非公开的,没有文档,所以也未曾性能计数器)。
  3. IIS
    的IO线程从达成同一步之班中获取请求,如果是用ASP.NET处理的,就见面传递给CLR
    线程池的Worker 线程,IIS的IO线程继续回到重新做该步骤。CLR
    线程池的Worker线程数量是亚独阀门。
  4. 当CLR中正给处理的请求数据超过一定价值(最酷并行处理请求数量,.NET4后默认是5000)的早晚,从IO线程过来的伸手虽非会见一直交给Worker线程,而是坐一个进程池级别之一个排了,等到这个数额低于临界值的时段,才会将其又提交Worker线程去处理。这是咱的老三单阀门。
  5. 上同步着说及之老进程池级别的排有一个长短的范围,可以通过web.config里面的processModel/requestQueueLimit来设置。这足以说也是一个阀门。当在处理的数量超过所允许的卓绝要命并行处理请求数量的时,我们尽管会拿走503了。可以透过性计数指标:“ASP.NET
    v4.0.30319\Requests Queued
    ” 来查该队的长短。

 哪些因素会控制我们的应能力

  从者我们关系了几乎不胜阀门中,我们得汲取下面的几乎独数字控制或者说影响在我们的响应能力。

  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尺寸

HTTP.SYS队列的长短

  这我觉着无待额外解释,默认值是1000。这个价值在我们我们后面IIS
IO线程和Worker线程的处理速度,如果其简单个都处理不了,这个数字再度杀呢未曾因此。因为最后他们会为贮存到进程池级别的队中,所以才会招内存的浪费。

极致深Worker线程数量

  这个价值是可以于web.config中展开布置的。

  maxWorkerThreads: CLR中真实处理要的太老Worker线程数量
  minWorkerThreads:CLR中真正处理要的极端小Worker线程数量

  minWorkerThreads的默认值是1,合理的加大他们可以免不必要的线程创建同销毁工作。

极酷并行处理请求数量

  进程池级别之班给咱的CLR一定的缓冲,这间要留心的凡,这个队还并未进来及CLR,所以它不见面占有我们托管环境之任何资源,也即是拿请求卡在了CLR的之外。我们需要在aspnet.config级别进行安排,我们可当.net
fraemwork的安装目录下找到它们。一般是 C:\Windows\Microsoft.NET\Framework\v4.0.30319
如果你安装的凡4.0底说话。

  maxConcurrentRequestPerCPU:
每个CPU所许的极其可怜并行处理请求数量,当CLR中worker线程正在处理的乞求的与不止此累时,从IO线程过来的呼吁虽会吃内置我们进程池级别之阵中。
  maxConcurrentThreadsPerCPU: 设置为0即禁用。
  requestQueue: 进程池级别队列所许的长短  

async和await 做了啊?

  我们算使切入主题了,拿ASP.NET
MVC举例,如果非应用async的Action,那么自然,它是以一个Woker线程中执行的。当我们走访片web
service,或者读文件的时,这个Worker线程就见面受封堵。假设我们这个Action执行时累计是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只请求,假而我们的maxWorkerThreads是10,那咱们一致秒内接连可响应请求虽是100。如果说俺们怀念管此只是响应请求数升到200庸开为?

  有人会说,这还未略,把maxWorkerThreads调20休纵推行了呢?
其实我们做啊从不啊
问题,确实是好的,而且也确能够从至意向。那咱们为何还要大费周章的下手什么
async/await呢?搞得脑子都晕了?async/await给咱们缓解了呀问题?它可以在咱们走访web
service的时节把当下底worker线程放走,将它们推广回线程池,这样她就可错过处理任何的求了。等及web
service给咱回到结果了,会再也届线程池中随机以一个初的woker线程继续于下实施。也就是说我们减了那么部分等候的辰,充份利用了线程。

    我们来对比一下应用async/awit和莫使的图景,

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

  那转换成为总的年华之尽管是 20 * 1000ms =  20000ms,
  其中等待的岁月呢 200 * 80ms = 16000ms。
  也就是说使用async/await我们足足节约了16000ms的时日,这20只worker线程又见面重错过处理要,即使如约每个请求100ms的拍卖时我们尚得还添160独请求。而且转移忘了100ms是冲共同情况下,包括等待时在内的功底及抱的,所以实际情形或许还要多,当然我们这里没有算上线程切换的时刻,所以实际上状况屡遭是来某些差别的,但是相应无会见杀老,因为我们的线程都是依据线程池的操作。
  所有结果是20个Worker线程不采取异步的状况下,1s能自理200单请求,而利用异步的景况下得拍卖360个请求,立马提升80%呀!采用异步之后,对于同一的乞求数量,需要的Worker线程数据会大大减少50%左右,一个线程至少会在积上分红1M的内存,如果是1000独线程那就算是1G底容量,虽然内存现在福利,但是看看在到底是好的呗,而且又少之线程是足以减线程池于保安线程时发的CPU消耗的。另:dudu分享 CLR1秒之内只能创造2单线程。

  注意:以上数据毫无真正测试数据,真实情况一个request的日啊不用100ms,花费在web
service上的辰也并非80ms,仅仅是为大家一个思路:),所以就中所以了async和await之后对响应能力有多良的提升以及咱们本来堵塞在这些IO和网络上之年华是发出特别非常之涉之。

几乎碰建议

  看此间,不掌握大家发无起取点啊。首先第一碰我们而明的是async/await不是万能药,不们不能够要光写点儿只光键字就是巴望性能的升级。要切记,一个CPU在同一时间段外是不得不执行一个线程的。用这也是怎么async和await建议在IO或者是网络操作的时刻用。我们的MVC站点访问WCF或者Web
Service这种气象就是十分的副用异步来操作。在上面的事例中80ms读取web
service的流年,大部份时间还是不需cpu操作的,这样cpu才足以让外的线程利用,如果不是一个读取web
service的操作,而是一个错综复杂计算的操作,那若虽当正在cpu爆表吧。

  第二触及是,除了次中使用异步,我们地方讲到之关于IIS的安排是大重点之,如果采用了异步,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

  说了我们巨大上之async/await之后,我们来瞧这个技能好老,但是概念确依旧持续及今天之Web
Service。 我们这里所说之针对性web
service的异步编程模式不是依靠于劳动器端的web service本身,而是靠调用web
service的客户端。大家知晓对web service,我们通过增补加web
service引用或者.net提供的扭转工具就是可以变动对应的代理类,可以被咱像调用本地代码一样看web
service,而所非常成的代码类中对对各国一个web
service方法生成3只照应之艺术,比如说我们的不二法门名叫DownloadContent,除了是办法之外还有BeginDownloadContent和EndDownloadContent方法,而及时片只就是是咱们今天若是说之首的异步编程模式APM(Asynchronous
Programming Model)。下面就来看看我们web
service中的代码,注意我们今天之类还是在.NET Framework3.5生促成之。

 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中之DownloadContent方法调用的凡WebClient的合方法,WebClient也发异步方法就是:DownloadStringAsync。但是大家要清楚,不管服务器是共还是异步,对于客户端的话调用了而这个web
service都是平的,就是得等公回结果。

  当然,我们为可像MVC里面的代码一样,把我们的服务器端也勾勒成异步的。那得好处的是颇托管web
service的服务器,它的处理能力得到增强,就比如ASP.NET一样。如果我们用JavaScript去调用这个Web
Service,那么Ajax(Asynchronous Javascript +
XML)就是我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?我们需要异步编程么?

当WinForm遇上Web Service

  WinForm不像托管在IIS的ASP.NET网站,会生一个线程池管理方多个线程来拍卖用户的伸手,换个说法ASP.NET网站生来就因多线程的。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。也许在有小型的系统中WinForm很少提到到大半线程,因为WinForm本身的优势就是以它们是独立运作在客户端的,在性质达到跟操作性上都见面发老死之优势。所以多中小型的WinForm系统都是一直就访数据库了,并且多也不过发生数量的传导,什么图片资源那是格外少的,所以待的日子是充分紧缺的,基本不用花啊脑子去考虑什么3秒里要将页面显示到用户眼前这种题材。

  既然WinForm在性及发这么老之优势,那它还得异步吗?

  我们地方说之是中小型的WinForm,如果是重型的网也?如果WinForm只是另外的十分有些片,就像我们文章开始说之还有众多其他众多单手机客户端,Web客户端,平板客户端也?如果客户端很多造成数据库撑不停止怎么收拾?
想在中等加同叠缓存怎么处置?

  用一个b2b的网站功能举例,用户可经网站下单,手机为堪下单,还好由此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,而不论您的订单是通过哪个端好的,这些职能我们都使去做,对为?那咱们就非能够独立在WinForm里面了,不然这些代码在任何的捧里又得全簇新再逐一实现,同样的代码放在不同之地方那只是相当危险的,所以便起矣咱们后来的SOA架构,把这些功能都减少成服务,每种型的端都是调用服务就是得了。一是好统一保护这些意义,二凡可以挺便利的开扩展,去重新好之服功能及搭上之扩张。比如说像下这样的一个体系。

 

  于直达图备受,Web端虽然也是属我们平常说的服务端(甚至是出于多雅服务器组成的web群集),但是对咱整整系统来说,它吗惟有是一个端而已。对于一个端的话,它本身只是处理与用户交互的题材,其余所有的效力,业务还见面交后来台处理。在咱们地方的架中,应用层都非会见一直与真正业务逻辑相关的处理,而是坐我们还下层数据层去做处理。那么应用层主要协助做片及用户交互的一对功能,如果手机短信发送,邮件发送等等,并且可依据先级选择是加大入行中稍候处理或者直接调用功能服务这处理。

  在这样的一个体系面临,我们的Web服务器可以,Winform端也好都以只是举体系受之一个巅峰,它们要的别样是用户和后面服务中的一个大桥。涉及到Service的调用之后,为了吃用户可以的用户体验,在WinForm端,我们当然就要考虑异步的题材。 

WinForm异步调用Web Service

  有矣诸如VS这样强劲的工具也咱转变代理类,我们在描写调用Web
service的代码时虽可像调用本地类库一样调用Web
Service了,我们只是需要添加一个Web Reference就好了。

// 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);
}

  代码非常的简短,在尽完pageContentService.BeginDownloadContent之后,我们的主线程就赶回了。在调用Web
service这段日子内我们的UI不会被封堵,也不见面并发“无法响应这种场面”,我们照例得以拖动窗体甚至开任何的事体。这就算是APM的魔力,但是咱的callback究竟是当谁线程中实行之吧?是线程池中的线程么?咋们接着往生看。

APM异步编程模式详解

线程问题

  接下去我们尽管是双重进一步的了解APM这种模式是怎么做事之,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来无发出吧咱开新的线程?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);
}

  我们于按钮点击的计及callback方法被分别出口当前线程的ID,以及他们是不是属线程池的线程,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>…

  按钮点击的法门是由于UI直接控制,很强烈它不是一个线程池线程,也未是后台线程。而我们的callback却是于一个出自于线程池的后台线程执行之,答案揭晓了,可是这会叫我们带一个题材,我们地方讲了就来UI线程也足以错过创新我们的UI控件,也就是说在callback中我们是勿可知更新UI控件的,那我们怎样为更新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先还叫广大运用,在WinForm窗体控制着,在一个IO操作的类库中等等!大家好挺爱的找到搭配了Begin和End的章程,更重要的凡只要是发代理的地方,我们还得以用APM这种模式。我们来拘禁一个死简单的事例:

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,我们经过将eat封装成一个寄托,然后还调用该信托的BeginInvoke方法实现了异步的实施。也便是实际上的eat方法不是以主线程遭遇实施的,我们可扣押输出的结果:

  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是我们污染上的callback,该方法会在我们的eat方法执行了后吃调用,所以它们会与咱们eat方法在和一个线程中于调用。大家要熟悉代理的语句虽会知道,代码实际上会被编译成一个近乎,而BeginInvoke和EndInvoke方法正是编译器为咱自行加进去的不二法门,我们不用额外做任何工作,这在初无TPL和async/await之前(APM从.NET1.0时期就来了),的确是一个科学的选项。

再也认识APM

摸底了Delegate实现的BeginInvoke和EndInvoke之后,我们重新来分析一下APM用到的那些对象。
拿我们Web service的代办类来举例,它为咱转移了以下3单主意:

  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

  以咱们调用EndDownloadContent方法的时刻,如果我们的web

service调用还从未回来,那是时刻即便见面用阻塞的不二法门去用结果。但是以咱们传到BeginDownloadContent中的callback被调用的时节,那操作必然是已形成了,也就是说IAsyncResult.IsCompleted

true。而于APM异步编程模式中Begin方法总是回到IAsyncResult这个接口的落实。IAsyncReuslt仅仅包含以下4单属性:

  WaitHanlde通常作为一道对象的基类,并且可以使用它来阻塞线程,更多信息方可参考MSDN.aspx) 。
借助于IAsyncResult的协助,我们就得透过以下几种植方式去获取当前所执行操作的结果。

  1. 轮询
  2. 强制等
  3. 成功通知

  完成通知就是等在”WinForm异步调用WebService”那收着因故到之方式,调了Begin方法后,主线程就算就任务了。我们啊不用监督该操作的施行情况,当该操作实践了事后,我们在Begin方法被染上的callback就会让调用了,我们可以非常方式被调用End方法去得结果。下面我们再次简单说一下前方两种方式。

//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出的别样一样种植过渡的异步编程模型,也是在.NET3.5事后Microsoft支持之均等种植做法,为什么吧?
如果大家打一个.NET4.0要又胜似版本的WinForm项目,再失上加Web
Reference就会意识变化的代理类中已没有Begin和End方法了,记住在3.5的时是双边共存之,你得选随机一栽来利用。但是到了.NET4.0以后,EAP成为了公唯一的选。(我并未品味了手动生成代理类,有趣味的同班可以尝试一下)让我们来拘禁一下于.NET4生,我们是何许异步调用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

  不知情大家还是否记得,在APM模式遭遇,callback是推行于另外一个线程中,不克随易的错过更新UI。但是若你仔细看一下者的代码,我们的DownloadContentCompleted事件绑定的点子吃一直就是更新了UI,把返回的始末写到了一个文本框里面。通过一样的方可发现,在EAP这种异步编程模式下,事件绑定的计吗是于调用的慌线程中实践的。也就是说解决了异步编程的当儿UI交互的题材,而且是于与一个线程中推行。
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带来了啊

  如果说async给ASP.NET带来的凡拍卖能力的加强,那么以WinForm中被程序员带来的裨益虽是最为老的。我们重为决不盖只要实现异步写回调或者绑定事件了,省事了,可读性也提高了。不信仰而看下我们以调用我们好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;
}

  简单的老三实行代码,像写同步代码一样写异步代码,我思念或许这就是是async/await的魔力吧。在await之后,UI线程就足以回来响应UI了,在点的代码中我们是从来不新线程产生的,和EAP一样以到结果直接就足以针对UI操作了。

  async/await似乎真的十分好,但是要是我们await后面的代码执行在另外一个线程中见面起啊工作啊?

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;
}

  我们在界面中放大了一个ProgressBar,同时开班一个线程去管从1交5000000的平方全部加以起,看起是一个挺耗时的操作,于是我们用Task.Run开了一个初的线程去执行。(注:如果是纯粹运算的操作,多线程操作对性能没多老扶持,我们这里关键是纪念给UI一个进度显示当前展开到啊一样步了。)看起没呀问题,我们仍F5周转吧!
  Bomb~

  当行到这边的上,程序就算夭折了,告诉我们”无效操作,只能于创立porgressBar的线程访问它。“
 这为是咱们一样开始波及的,在WinForm主次中,只有UI主线程才能够对UI进行操作,其它的线程是从未有过权限的。接下来我们即便来探视,如果在WinForm中实现非UI线程对UI控制的创新操作。 

今非昔比线程之间通讯的题材

万能的Invoke

  WinForm中大部底控件包括窗体在内都落实了Invoke.aspx)方法,可以传一个Delegate,这个Delegate将会晤为抱有特别控制的线程所调用,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,我们就是未举行了多之研究了,但是咱只要考虑到某些,Invoke是WinForm实现的UI跨线程Ajax沟通方式,WPF用底倒是Dispatcher,如果是于ASP.NET下跨线程之间的联名又怎么收拾也。为了配合各种技术平台下,跨线程同步的题目,Microsoft在.NET2.0底下便引入了俺们下的是目标。

SynchronizationContext上下文同步对象

为何要SynchronizationContext

  就如我们以WinForm中相见的题材同,有时候我们要以一个线程中传递一些数额要举行有操作及其它一个线程。但是在多数状况下这是匪同意的,出于安全因素的考虑,每一个线程都来她独立的内存空间和上下文。因此于.NET2.0,微软推出了SynchronizationContext。

  它至关重要的作用有是吧我们提供了平等种将有办事职责(Delegate)以行的道囤在一个上下文对象中,然后拿这些上下文对象关联到现实的线程上,当然有时多独线程也得提到到跟一个SynchronizationContext对象。获取当前线程的一起上下文对象好动用SynchronizationContext.Current。同时它还也咱提供以下简单单方法Post和Send,分别是为异步和一道的方将我们地方说的工作职责放到我们SynchronizationContext的阵中。

SynchronizationContext示例

  还是以我们地方Invoke中因故到之例证举例,只是这次我们无直调用控件的Invoke方法去创新她,而是写了一个Report的主意专门去更新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;
});

  每一样浅操作了后我们调用一下Report方法,把咱一起要算的数字,以及时正值测算的数字传于其就是好了。接下来就扣留我们的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;
    }
}

  整个操作看起如比Inovke复杂一点,与Invoke不同的凡SynchronizationContext不欲针对Control的援,而Invoke必须先得生死控件才会调用它的Invoke方法对其进行操作。

小结

  这首博客内容发生接触长,不理解出小人口方可望这里:)。最开头自己只是怀念写写WinFrom下异步调用Web
Service的部分事物,在一如既往方始这篇文书的问题是”异步编程在WinForm下之实行“,但是写在形容着发现更是多的迷团没有解开,其实都是一对镇的艺以前尚未接触与控制好,所以所幸就一次性将她们还重新学习了同等合,与大家分享。

  我们再度来回顾一下章所涉嫌到之片段重中之重之概念:

  1. async/await
    在ASP.NET做的绝老贡献(早期ASP.NET的异步开发模式同样为发出这样的孝敬),是在访问数据库的时刻、访问远程IO的早晚就放出了脚下底处理性程,可以吃这些线程回到线程池中,从而实现可错过处理任何要的效果。
  2. 异步的ASP.NET开发能在拍卖能力上带来多坏之滋长,取决于我们的次序来稍许时间是受死的,也尽管是那些访问数据库和远程Service的日子。
  3. 除开以代码改化异步,我们还得在IIS上召开一些针锋相对的布置来促成最优化。
  4. 不论是是ASP.NET、WinForm还是Mobile、还是平板,在大型系统遭到都只是是一个和用户交互的端而已,所以不管您现在是举行所谓的前端(JavaScript +
    CSS等),还是所谓的后端(ASP.NET MVC、WCF、Web API 等
    ),又或者是比较流行的移动端(IOS也好,Andrioid也罢,哪怕是无争气的WP),都仅仅是整个大型系统遭到之零碎一角而已。当然我并无是降这些端的值,正是因咱们注意让不同,努力提高每一个端的用户体验,才能够吃这些巨型系统产生露脸的空子。我眷恋说之是,在您针对现在技术得到一定之就后,不要停止学习,因为整个软件架构体系中还有不少过多完美之事物值得咱们去发现。
  5. APM和EAP是在async/await之前的有数种不同之异步编程模式。
  6. APM如果不打断主线程,那么就通知(回调)就见面实行于另外一个线程中,从而给咱们更新UI带来一定之题材。
  7. EAP的通报事件是以主线程遭遇实践的,不会见设有UI交互的题目。
  8. 末段,我们尚上了在Winform下殊线程之间相的题材,以及SynchronizationContext。
  9. APM是.NET下最早的异步编程方法,从.NET1.0来说便发出了。在.NET2.0的早晚,微软发现及了APM的回调函数中与UI交互的题材,于是带来了初的EAP。APM与EAP一直并存到.NET3.5,在.NET4.0的时段微软带来了TPL,也就是是咱们所熟知的Task编程,而.NET4.5即使是咱大家明白的async/await了,可以看到.NET一直以不鸣金收兵的腾飞,加上近年来相连的以及开源社区的搭档,跨平台等风味的引入,我们发出理由相信.NET会愈走越好。

  最后,这首文章于查找材料上及写出来,差不多花了自有限只周未的时间,希望能够被急需之总人口或感兴趣想如果连上之人头一点拉扯(不管是为前头修,还是于后读)最后还要感谢@田园里面的蟋蟀,在读书的下吃我摸了有的错别字!

引用 & 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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