C# - 多線程之 非同步編程

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非同步編程

• 同步編程，請求響應模型，同步化、順序化、事務化。
• 非同步編程，事件驅動模型，以 Fire and Forget 方式實現。

非同步編程模式

?-§-?非同步編程模型 (APM) 模式： IAsyncResult 模式，非同步作業需要 Begin 和 End 方法；
?-§-?事件架構非同步模式（EAP）：事件、事件處理常式委託類型和 EventArg 衍生類別型；
?-§-?基於任務的非同步模式（TAP）：推薦模式，.NET Framework 4 引入，基於 System.Threading.Tasks 命名空間，利用一種方法表示非同步作業的啟動和完成；

?類 LogicalMethodInfo 提供 Invoke 和 BeginInvoke 方法支援同步或非同步執行委託的方法：

 public sealed class System.Web.Services.Protocols.LogicalMethodInfo{     public object[] Invoke(object target, object[] values);     public IAsyncResult BeginInvoke(object target, object[] values, AsyncCallback callback, object asyncState);     public object[] EndInvoke(object target, IAsyncResult asyncResult); }

?其中，target 是委託方法所屬的類執行個體，values 是委託方法的參數列表。

非同步方法呼叫調用模式

?三種方法調用模式區別：原線程擷取非同步線程已經完成的訊息的方式。
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? 其中，BeginInvoke 方法用於啟動非同步呼叫，EndInvoke 方法用於檢索並擷取非同步呼叫結果然後釋放線程佔用的資源。BeginInvoke 立即返回，不等待非同步方法呼叫調用完成，同時在調用時建立一個 AsyncResult 類對象，但是 BeginInvoke 返回 IAsyncResult 介面的引用，可用於監視非同步方法呼叫的調用進度，調用 BeginInvoke 後可隨時調用 EndInvoke 方法。
?
? 其中，IAsyncResult 介面 的 AsyncState 屬性擷取 Object 類型的對象可以作為 BeginInvoke 方法調用時的 State 參數（可根據需要自訂）。 委託定義和非同步委託方法定義為：

 public delegate int MyDel(string str); public static int DelFun(string str){ 　　　Console.WriteLine("非同步線程執行方法：DelFun() in " + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId); 　　　Thread.Sleep(3000); 　　　return str.Length; }

注：BeginInvoke 的參數是在編譯時間根據委託的定義動態產生的，前面參數的個數和類型與委託定義中的參數個數和類型相同，後兩個參數分別是 AsyncCallback 和 Object 類型。BeginInvoke 的調用者的方法列表有且只能有一個方法。BeginInvoke 第三個參數可為任意類型，最終都可通過 AsyncState 屬性獲得對應值。

等待模式 Waiting-Until-Done 　

如果非同步方法呼叫調用未完成，EndInvoke 將一直阻塞到非同步方法呼叫調用完成才執行。其中，等待 WaitHandle 是一項常用的線程同步技術，可以通過 BeginInvoke 返回的 IAsyncResult 的 AsyncWaitHandle 屬性調用 WaitOne() 方法阻止當前線程，直到擷取到非同步方法呼叫調用完成時發出的 WaitHandle 訊號。

 public static void AsyncWaitingTest() {          　　　MyDel myDel = new MyDel(TestClass.DelFun);  　　　Console.WriteLine("主線程：AsyncWaitingTest() in " + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId); 　　　IAsyncResult iar = myDel.BeginInvoke("sqh", null, null); 　　　Console.WriteLine("主線程繼續執行... in " + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);  　　　while (!iar.AsyncWaitHandle.WaitOne(1000)){ 　　　　　　Console.WriteLine("Waiting... AsyncMethod()"); 　　　} 　　　int strLen = myDel.EndInvoke(iar); 　　　Console.WriteLine("Str Length：{0}", strLen); }

輪詢模式 Polling 　

利用 BeginInvoke 返回的 IAsyncResult 的 IsCompleted 屬性來判斷非同步方法呼叫調用是否完成。

 public static void AsyncPollingTest() { 　　　MyDel myDel = new MyDel(TestClass.DelFun);  　　　Console.WriteLine("主線程：AsyncPollingTest() in " + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId); 　　　IAsyncResult iar = myDel.BeginInvoke("sqh", null, null); 　　　Console.WriteLine("主線程繼續執行... in " + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);  　　　while (!iar.IsCompleted){ 　　　　　　Thread.Sleep(1000); 　　　　　　Console.WriteLine("Waiting... AsyncMethod()"); 　　　} 　　　int strLen = myDel.EndInvoke(iar); 　　　Console.WriteLine("Str Length：{0}", strLen); }

回調模式 Callback 　

調用 BeginInvoke 時提供回調方法，非同步方法呼叫調用結束後，回調方法在 ThreadPool 中的非同步線程上自動執行，並調用 EndInvoke 方法。
　 回調方法形如：void AsyncCallback(IAsyncResult iar)；

 public static void AsyncCallbackTest() { 　　　MyDel myDel = new MyDel(TestClass.DelFun);  　　　Console.WriteLine("主線程：AsyncCallbackTest() in " + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId); 　　　IAsyncResult iar = myDel.BeginInvoke("sqh", CallbackMethod, myDel); 　　　Console.WriteLine("主線程繼續執行... in " + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId); 　　　// ... 其他動作，獨立於非同步線程 } public static void CallbackMethod(IAsyncResult iar) { 　　　Console.WriteLine("非同步方法呼叫執行完畢，開始執行回調方法 in " + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);  　　　//AsyncResult ar = (AsyncResult)iar;  // **推薦** 　　　//MyDel myDel = (MyDel)ar.AsyncDelegate;            　　　MyDel myDel = (MyDel)iar.AsyncState;  // 這種調用方式 BeginInvoke 需要 myDel 參數  　　　int result = myDel.EndInvoke(iar); 　　　Console.WriteLine(result); }

其他：當委託的方法列表中有多個方法時，可以利用 GetInvocationList() 方法得到 Delegate[] 數組，然後依次調用 BeginInvoke 方法，不同的方法線上程池的不同線程上運行！
　
參考
[1]. 非同步編程模式系列（1-6）；
[2]. 非同步方法呼叫調用模式總結； 非同步呼叫四種方法；

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