　　今天在看同事新买到的《C#本质论 Edition 4》的时候，对比下以前Edtion3的新特性时，针对Async/Await关键字时发现对一些线程方面的定义还理解的不是很透彻，脉络还不是很清晰，这样有了本文，希望对有同样困惑的朋友有些帮助。

文中部分内容摘取自《Essential C# 5.0 Edition 4》，还有一些我个人的对线程方面知识的理解与概括，如果有错误的地方还请指出，如果您觉得文章还不错，请点击“推荐” ：）

C#线程模型脉络

缩写：

SPM：Synchronous Programming Mode，同步编程模型。

APM：Asynchronous Programming Mode，异步编程模型。（.Net 1.x的版本可以使用）

EAP：Event-Based Asynchronous Programming，基于事件的异步编程。（.Net Framework2.0中引入）

TAP：Task-Based Asynchronous Programming，基于任务的异步编程。（.Net Framework4.0中引入）

C#的编程模型从SPM发展到APM编程模型，是Winform发展过程中解决界面由于同步执行长时间任务而导致界面“卡住”而发展而来（这里插一句个人对技术的理解：技术的发展总是在旧事物不能得到满足的情况下发展而来，新事物总是在特定的场合“出现”，并更好的代替了旧事物，所以，如果想了深入了解一个新事物的特性，必然要了解其发展脉络以及适用的场景），有了异步编程模式之后，人们又开始探索如何能更好的管理线程，更简单的适用，于是有了类似Background Worker和async/await一类的特性。

C#线程的编程模型到这里也就结束了，如果你有这方面的经验可能都觉得以上都是“废话”，或者“一言以概之”，的确，我不反对，但是有时候写文章有些时候不仅仅是炫耀技术，更多的是总结、归纳，理解的东西不一定说的出来，说出来的东西不一定真正理解！

下面，针对每个内容做一个小结，老鸟飞过：）

SPM同步编程模型

Winform程序基于消息泵机制，依次执行从“消息泵”中取出的数据”，当某一消息需耗费大量系统资源去执行，则下一条消息不得不等待，这样会造成程序界面“挂起”，这就是同步执行任务的一种模型，当然这只是同步模型下的一种劣势，其实现实中我们同步模型我们无时无刻不在用，包括编写的代码、执行的业务逻辑等。

APM异步编程模型

为了解决同步模型中由于执行耗时任务而不得不等待的问题，产生了异步编程模式，其核心思想就是将耗时任务交付给其他“线程”去做，释放主线程。这里多出两句，在操作系统级别上Windows采用分时、多核以及多线程等技术来充分利用系统资源；在C#语言上由Thread发展到Task，Task是更高级的对Thread封装，提升资源利用率，有了这些基础才有更广阔的空间。

BeginXXX和EndXXX

使用BeginXXX和EndXXX实现基本的异步模式。

    class Program{static void Main(string[] args){string url = "http://www.cnblogs.com/cuiyansong/";if (args.Length > 0)url = args[0];Console.WriteLine(url);var webRequest = System.Net.WebRequest.Create(url);IAsyncResult asyncResult = webRequest.BeginGetResponse(null, null);while (!asyncResult.AsyncWaitHandle.WaitOne(200)){Console.WriteLine(".");}var webResponse = webRequest.EndGetResponse(asyncResult);using (System.IO.StreamReader reader = new System.IO.StreamReader(webResponse.GetResponseStream())){var bytes = Encoding.UTF8.GetBytes(reader.ReadToEnd());int length = bytes.Length;Console.WriteLine(length);}Console.Read();}}

TPL+APM模式

TPL：Task Parallel Library 任务并行库，其对task进行扩展，类似于ThreadPool。

这个模式是利用TaskFactory进行并行计算（下载）的例子，这个例子很有意思，很复古的感觉，有情趣的拷贝代码看看运行效果~~~

    class Program{private static object ConsoleSyncObj = new object();static void Main(string[] args){string[] urls = args;if (args.Length == 0){urls = new string[]{"http://www.cnblogs.com/cuiyansong/","https://github.com/Cuiyansong","http://www.cnblogs.com/",};}Task[] tasks = new Task[urls.Length];for (int i = 0; i < tasks.Length; i++){tasks[i] = DisplayPageSizeAsync(urls[i], i);}while (!Task.WaitAll(tasks, 50)){DisplayProgress(tasks);}Console.SetCursorPosition(0, urls.Length);Console.Read();}private static void DisplayProgress(Task[] tasks){for (int i = 0; i < tasks.Length; i++){if (!tasks[i].IsCompleted){DisplayProgress((WebRequestState)tasks[i].AsyncState);}}}private static void DisplayProgress(WebRequestState state){lock (ConsoleSyncObj){int left = state.ConsoleColumn;int top = state.ConsoleLine;if (left > Console.BufferWidth - int.MaxValue.ToString().Length){left = state.Url.Length;Console.SetCursorPosition(left, top);Console.Write("".PadRight(Console.BufferWidth - state.Url.Length));state.ConsoleColumn = left;}Write(state, ".");}}private static string FormatBytes(long bytes){string[] magintudes = new string[] { "GB", "MB", "KB", "Bytes" };long max = (long)Math.Pow(1024, magintudes.Length);return string.Format("{1:##.##} {0}", magintudes.FirstOrDefault(mag => bytes > (max /= 1024)) ?? "0 Bytes", (decimal)bytes / (decimal)max).Trim();}private static Task<System.Net.WebResponse> DisplayPageSizeAsync(string url, int i){var webRequest = System.Net.WebRequest.Create(url);var requestState = new WebRequestState(webRequest, i);Write(requestState, url + "  ");return Task<System.Net.WebResponse>.Factory.FromAsync(webRequest.BeginGetResponse, GetResponseAsyncCompleted, requestState);}private static WebResponse GetResponseAsyncCompleted(IAsyncResult asyncResult){WebRequestState completedState = (WebRequestState)asyncResult.AsyncState;HttpWebResponse response = (HttpWebResponse)completedState.WebRequest.EndGetResponse(asyncResult);using (StreamReader reader = new StreamReader(response.GetResponseStream())){int length = reader.ReadToEnd().Length;Write(completedState, FormatBytes(length));}return response;}private static void Write(WebRequestState completedState, string text){lock (ConsoleSyncObj){Console.SetCursorPosition(completedState.ConsoleColumn, completedState.ConsoleLine);Console.Write(text);completedState.ConsoleColumn += text.Length;}}private class WebRequestState{public System.Net.WebRequest WebRequest { get; private set; }public int ConsoleLine { get; set; }public int ConsoleColumn { get; set; }public string Url{get{return WebRequest.RequestUri.ToString();}}public WebRequestState(System.Net.WebRequest request){WebRequest = request;}public WebRequestState(System.Net.WebRequest request, int line){WebRequest = request;ConsoleLine = line;ConsoleColumn = 0;}}}

BackgroundWorker模型

针对经常出现任务委托后，执行任务并返回进度的需求，提供了BackgroundWorker类，节省开发时间。

    class Program{static void Main(string[] args){/****************************************************************************** 由于是演示，并为增加对BackgroundWorker取消等功能,这里只是简单演示。* 详细请参考：http://www.cnblogs.com/RoyYu/archive/2011/08/10/2133309.html* ***************************************************************************/System.ComponentModel.BackgroundWorker worker = new System.ComponentModel.BackgroundWorker();worker.WorkerReportsProgress = true;//报告完成进度worker.WorkerSupportsCancellation = true;//允许用户终止后台线程worker.DoWork += (sender, e) =>{for (int i = 0; i < 10; i++){System.Threading.Thread.Sleep(500);worker.ReportProgress(i, i);}};worker.ProgressChanged += (sender, e) =>{Console.WriteLine(string.Format("完成百分比。。。{0}", e.ProgressPercentage / (float)10));};worker.RunWorkerCompleted += (sender, e) =>{if (!e.Cancelled && e.Error == null){Console.WriteLine("处理成功，请按任意键返回。");}else{Console.WriteLine("处理中断，请按任意键返回。");}};worker.RunWorkerAsync();Console.Read();}}

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Async/Await模型

这回用窗体程序进行演示，对比起来效果会更明显些。

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    public partial class MainWindow : Window{List<string> urls = new List<string>();public MainWindow(){InitializeComponent();urls = new List<string>(){"www.baidu.com","www.cnblogs.cn","www.stackoverflow.com",};}/// <summary>/// 同步执行示例：当点击Button后，界面挂起，等待执行完毕后显示全部内容。/// </summary>/// <param name="sender"></param>/// <param name="e"></param>private void Button_Click1(object sender, RoutedEventArgs e){InfoList.Text = "Ping....." + System.Environment.NewLine;Ping p = new Ping();foreach (var item in urls){PingReply pingRelay = p.Send(item);InfoList.Text += string.Format("Host Name: {0},Roundtrip Time: {1},Status: {2}", item, pingRelay.RoundtripTime.ToString(), pingRelay.Status + System.Environment.NewLine);}}/// <summary>/// 异步执行示例：当点击Button后，界面不挂起，界面滚动显示信息。/// </summary>/// <param name="sender"></param>/// <param name="e"></param>private async void Button_Click2(object sender, RoutedEventArgs e){InfoList.Text = "Ping....." + System.Environment.NewLine;Ping p = new Ping();foreach (var item in urls){PingReply pingRelay = await p.SendPingAsync(item);InfoList.Text += string.Format("Host Name: {0},Roundtrip Time: {1},Status: {2}", item, pingRelay.RoundtripTime.ToString(), pingRelay.Status + System.Environment.NewLine);}}}

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