C# async 和 await 理解

先假设如下场景：

主函数 Main，循环等待用户输入；

计算函数 Cal，耗时计算大量数据；

class Test 
{static int Main(string[] args){while(true){// 等待用户输入}}public static int Cal() {int sum = 0;for (int i = 0; i < 999; i++){sum = sum + i;}Console.WriteLine($"sum={sum}");return sum;}
}

为了在Main函数中调用Cal函数，同时Cal函数不阻塞主函数的循环，此时需要考虑增加一个CalAsync函数使Cal函数异步执行。

传统的思维方法 在CalAsync函数中启动一个线程，并在线程中执行Cal函数：

// using System.Threading;
public static CalAsync()
{Thread td = new Thread(new ThreadStart(Cal));td.start();
}

这种方法显示地创建了一个线程并启动执行，CalAsync函数本身还是在主线程执行并且无法直接获取Cal函数的结果。

async 和 await 异步编程方法 使用async标记CalAsync函数，并在CalAsync函数中创建任务Task异步执行Cal函数，同时使用await标记获取Cal函数的执行结果：

// using System.Threading.Tasks;
public static aysnc void CalAsync()
{int result = await Task.Run(new Func<int>(Cal));// 或使用lambda书写方式//  int result = await Task.Run(() => test());Console.WriteLine(result);
}

在Main函数中直接调用CalAsync函数，可以发现CalAsync成功调用了Cal函数并在一段时间后输出了结果，同时Main函数并不会被阻塞。

分别在Main、Cal、CalAsync函数中增加代码打印当前线程ID：

class Test
{static void Main(string[] args){string tid = Thread.CurrentThread.ManagedThreadId.ToString();Console.WriteLine($"Main1 tid {tid}");Task<int> t = CalAsync();Console.WriteLine($"Main after CalAsync");Console.Read();}public static int Cal(){string tid = Thread.CurrentThread.ManagedThreadId.ToString();Console.WriteLine($"Cal tid {tid}");int sum = 0;for (int i = 0; i < 999; i++){sum = sum + i;}Console.WriteLine($"sum={sum}");return sum;}public static async Task<int> CalAsync(){string tid = Thread.CurrentThread.ManagedThreadId.ToString();Console.WriteLine($"CalAsync1 tid {tid}");int result = await Task.Run(new Func<int>(Cal));tid = Thread.CurrentThread.ManagedThreadId.ToString();Console.WriteLine($"CalAsync2 tid {tid}, result={result}");return result;}
}

结果如图：

C# async 和 await 理解

可以看出，在CalAsync函数中，await标记之前，代码在主线程中执行，而await标记之后，代码在子线程中执行。

理解与结论：

在C#中， async标记了一个包含异步执行的函数，通过async标记的函数若在主线程中直接调用，则函数一开始仍在主线程中执行；
aysnc标记的函数内部必须包含await标记需要异步执行的函数（根据vs2017编译提示），若当前函数在主线程中直接调用，则await标记前的代码在主线程中执行，await标记后的代码在其异步子线程中执行；
async标记的函数返回值必须为void、Task、Task< TResult> 类型，可以理解为async标记的函数返回的是 “空”、“即将执行的任务”、“带结果的即将执行的任务”实例；
async标记的函数可以继续往下调用async标记函数，调用形式如下例，从调用逻辑可以理解为await实际上用来触发所标记的Task任务异步执行，并最后获取异步执行的返回值，从运行过程看该触发应该仅对最终的Task任务有效：

 public static async Task<int> CallCalAsync(){string tid = Thread.CurrentThread.ManagedThreadId.ToString();Console.WriteLine($"CallCalAsync1 tid {tid}");int result = await CalAsync();tid = Thread.CurrentThread.ManagedThreadId.ToString();Console.WriteLine($"CallCalAsync2 tid {tid}, result={result}");return result;}