.NET4.5之初識async與await

本人是從.NET4.0剛出的時候接觸的.NET環境，所以學的東西就是4.0及其之前的。時代飛速前進，目測5.0也快出了吧，但一直也沒去接受新的技術。最近由於要學習Web API，快看完了，卻發現4.5已經大行其道了，於是又進行補腦。async與await便是其中之一：

　　這是兩個關鍵字，用於非同步編程。我們傳統的非同步編程方式一般是Thread、ThreadPool、BeginXXX、EndXXX等等。把調用、回調分開來，代碼的邏輯是有跳躍的，於是會導致思路不是很清晰的問題，在.NET 4.5中，新推出的async、await關鍵字，可以協助我們像寫同步方法一樣去寫非同步方法呼叫（保證代碼的整齊清晰）。
　　先來看個傳統同步方法例子：
　　

static void Main(string[] args){    // 同步方式    Console.WriteLine("同步方式測試開始。");    SyncMethod(0);    Console.WriteLine("同步方式結束。");    Console.ReadKey();}// 同步操作private static void SyncMethod(int input){    Console.WriteLine("進入同步操作。");    var result = SyancWork(input);    Console.WriteLine("最終結果{0}", result);    Console.WriteLine("退出同步操作。");}// 類比耗時操作（同步方法）private static int SyancWork(int val){    for (int i = 0; i < 5; ++i)    {        Console.WriteLine("耗時操作{0}", i);        Thread.Sleep(100);        val++;    }    return val;}

　　可以從右圖中看到執行結果，是非常典型的同步執行方法。
　　async關鍵字能用在方法、lambda運算式的聲明部分，用來標示此方法可能包含await關鍵字，只有擁有async才能在其內部使用await關鍵字。非同步方法呼叫可以具有Task、Task<>或void的傳回型別；await關鍵字則是用於傳回值是“可等待”類型(awaitable)的方法或lambda運算式內，“awaitable”可以是任何類型（常見的有Task、Task<>），它必須公開一個GetAwaiter() 方法並且返回有效”awaiter”。更詳細的資訊可以參考“關於Async與Await的FAQ”，裡面介紹了這些概念與注意事項。
　　當一個async方法，且內部包含await關鍵字，它就會在編譯的時候成為一個非同步方法呼叫，如果沒有await關鍵字，則它將只會被當成一個同步方法來執行。如果對其內部實現感興趣可以參考“非同步效能：瞭解 Async 和 Await 的成本”一文，相信對深入瞭解這種機制還是有所協助的。
　　現在我們嘗試使用新出的非同步關鍵字async、await來改造成非同步呼叫：
　　

static void Main(string[] args){     // 非同步方式     Console.WriteLine("\n非同步方式測試開始。");     AsyncMethod(0);     Console.WriteLine("非同步方式結束。");     Console.ReadKey();  }   // 非同步作業 private static async void AsyncMethod(int input) {     Console.WriteLine("進入非同步作業。");     var result = await AsyncWork(input);     Console.WriteLine("最終結果{0}", result);     Console.WriteLine("退出非同步作業。"); } // 類比耗時操作（非同步方法呼叫） private static async Task<int> AsyncWork(int val) {     for (int i = 0; i < 5; ++i)     {         Console.WriteLine("耗時操作{0}", i);         await Task.Delay(100);         val++;     }     return val; }

　　先來看結果吧，我們發現耗時操作已經是非同步進行了。整體流程大概是先由Main函數非同步呼叫AsyncMethod，並不等待AsyncMethod完成，繼續往下執行。而AsyncMethod方式在被調用後，在分配到時間片時開始啟動，執行函數體內容，並由於await AsyncWork語句而繼續非同步呼叫AsyncWork，但由於await關鍵字，將在此等待AsyncWork完成後，再繼續往下執行。那麼，AyncWork也一樣的，被調用後，在分配到時間片時開始啟動，執行耗時操作。
　　可以看到，使用了新的關鍵字後，同步與非同步編程的文法差別進一步減少。隨著.NET 4.5的推出，許多新類庫和既有類庫都支援這種新型的非同步文法（比如HttpClient、HttpServer、MemoryStream…），它們以類似ReadAsync、WriteAsync、SendAsync等分開方法來提供具有async聲明，且傳回型別為Task、Task<>的非同步工作方式。
　　補充：
　　剛才有朋友提到await Task.Delay(100)這條語句，這是為了讓AsyncWork成為非同步方法呼叫才加的，如果你要進行的操作不支援await修飾怎麼辦，其實很簡單，使用Task.Factory.StartNew()就行了，舉例：
　　

// 非同步作業private static async void AsyncMethod(int input){    Console.WriteLine("進入非同步作業。");    var result = await Task.Factory.StartNew((Func<object, int>)SyncWork2, input);    Console.WriteLine("最終結果{0}", result);    Console.WriteLine("退出非同步作業。");}// 類比耗時操作（同步方法）private static int SyncWork2(object input){    int val = (int)input;    for (int i = 0; i < 5; ++i)    {        Console.WriteLine("耗時操作{0}", i);        Thread.Sleep(100);        val++;    }    return val;}

　　這樣，我們的SyncWork2實際上卻是非同步執行的，所得結果與前面的非同步方法呼叫一致，只是這樣一來輸入參數只能是object類型，需要進行類型轉化。另外，除了StartNew，我們還可以建立一個Task，然後調用Run，以完成同樣效果。
　　目前來說，這種非同步工作還是會造成本人使用上的不適，不過如果在將來的版本中，繼續推廣使用，相信不久便能熟練，且加快寫代碼的速度，編寫出邏輯清晰的代碼。