(转) C#如何使用异步编程

怎么使用异步，就是用委托进行处理，如果委托对象在调用列表中只有一个方法，它就可以异步执行这个方法。委托类有两个方法，叫做BeginInvoke和EndInvoke，它们是用来异步执行使用。

异步有三种模式

1. 等待模式，在发起了异步方法以及做了一些其它处理之后，原始线程就中断，并且等待异步方法完成之后再继续。
2. 轮询模式，原始线程定期检查发起的线程是否完成，如果没有则可以继续做一些其它的事情。
3. 回调模式，原始线程一直在执行，无需等待或检查发起的线程是否完成。在发起的线程中的引用方法完成之后，发起的线程就会调用回调方法，由回调方法在调用EndInvoke之前处理异步方法的结构。

在学习异步编程之前，先看看BeginInvoke和EndInvoke方法。

BeginInvoke方法

1. 在调用BeginInvoke时，参数列表中的实参组成如下：

　　　　1）  引用方法需要的参数。

　　　　2）  两个额外的参数——callback参数和state参数。

1. BeginInvoke从线程池中获取一个线程并且在新的线程开始时运行引用方法。
2. BeginInvoke返回给调用线程一个实现IasyncResult接口的对象。这个接口引用包含了异步方法的当前状态，原始线程然后可以继续执行。

EndInvoke方法

1. 它接受一个由BeginInvoke方法返回的IasyncResult对象的引用，并找到它关联的线程。
2. 如果线程池的线程已经退出，EndInvoke做如下的事情。

　　　　1）  它清理退出线程的状态并且释放它的资源。

　　　　2）  它找到引用方法返回的值并且把它的值作为返回值。

1. 如果当EndInvoke被调用时线程池的线程仍然在运行，调用线程就会停止并等待，直到清理完毕并返回值。因为EndInvoke是为开启的线程进行清理，所以必须确保对每一个BeginInvoke都调用EndInvoke。
2. 如果异步方法触发了异常，在调用EndInvoke时会抛出异常。

等待模式

在这种模式里，原始线程发起一个异步方法的调用，做一些其它处理，然后停止并等待，直到开启的线程结束。如下图

 

 

 

 

这段代码产生了如下输出。

 

 

　　既然我们已经看到了BeginInvoke和EndInoke的最简单形式，可以进一步了解IasyncResult了，它是使用这些方法的必要部分。

BeginInvoke返回一个IasyncResult接口的引用（内部是AsyncResult类的对象）。AsyncResult类表现了异步方法的状态。如下图：

 

1. 当我们调用委托对象的BeginInvoke方法时，系统创建了一个AsyncResult类的对象。然而，它不返回类的对象的引用，而是返回对象中包含的IasyncResult接口的引用。
2. AsyncResult对象包含一个叫做AsyncDelegate的属性，它返回一个指向被调用来开启异步方法的委托的引用。但是这个属性是类对象的一部分而是接口的一部分。
3. IsCompleted属性返回一个布尔值，表示异步方法是否完成。
4. AsyncState属性返回一个对象的引用，它被作为BeginInvoke方法调用时的state参数。它返回object类型的引用，稍后再讲解。。

轮询模式

　　在轮询模式中，原始线程发起了异步方法的调用，做一些其它处理，然后使用IAsyncResult对象的IsCompleted属性来定期检查开启的线程是否完成。如果异步方法已经完成，原始线程就调用EndInvoke并继续。否则，它做一些其它处理，然后过一会儿再检查。如下图：

 

这段代码产生了如下输出。

 

 

回调模式

　　在之前的等待模式与轮询模式中，初始线程继续它自己的控制流程，直到它知道开启的线程完成。然后，它获取结果并继续。

　　回调模式的不同之处在于，一旦初始线程发起了异步方法，它就自己管自己了，不再考虑同步。当异步方法调用结束之后，系统调用一个用户自定义的方法来处理结束，并且调用委托的EndInvoke方法。这个用户自定义的方法叫做回调方法或回调。

　　BeginInvoke的参数列表中最后的两个额外参数被回调方法用做：

　　　　1）  第一个参数，callback参数，是回调方法的名字。

　　　　2）  第二个参数，state参数，可以是null或要传入回调方法的一个对象数据。我们可以通过使用IAsyncResult参数的AsyncState属性来获取这个对象。参数类型是object

1. 回调方法的签名和返回类型必须和AsyncCallback委托类型所描述的形式一致。它需要方法接受一个IAsyncResult作为参数并且返回类型是void。如下所示：

Void AsyncCallback(IAsyncResult iar)

1. 在回调方法内，我们的代码应该调用委托的EndInvoke方法来处理异步方法执行后的输出值。要调用委托的EndInvoke方法，我们肯定需要委托对象的引用，而它在初始线程中，不在开启线程中。如果我们不使用BeginInvoke的state参数作其它的用途，可以使用它发送委托的引用给回调方法。否则，我们可以从发送给方法作为参数的IAsyncResult对象中提取出委托的引用。

　　　　1）  给回调方法的参数只有一个，就是刚结束的异步方法的IAsyncResult接口的引用，要记住，IAsyncResult接口对象在AsyncResult类对象的内部。

　　　　2）  尽管IAsyncResult接口没有委托对象的引用，而包含它的AsyncResult类对象却有委托对象的引用。

　　　　3）  有了类对象的引用，我们现在就可以调用类对象的AsyncDelegate属性并且把它转化为合适的委托类型。这样就得到了委托引用，我们可以用它来调用EndInvoke。

如下代码所示：

 

 

 

 

这段代码产生了如下输出。

 

那么以上的异步内容已经基本讲解完毕。

说明：异步编程在.Net4.0中，有了更好的方式处理，简化了编程的复杂度，使用Task类（在System.Threading.Tasks命名空间中）处理，但原理是一样的。