5.1C#异步编程运行机制

C#语言的异步编程是基于任务的异步编程(Task Asynchronous Programming，简写TAP)模型，该模型的核心是 Task 和 Task<T> 对象以及 async 和 await 关键字。

1.异步方法声明

async 返回类型 CurrentMethodAsync() 
{
    //启动多个任务,并将结果存储在任务变量
    返回类型1 任务变量1 = AnotherMethod1Async();
    返回类型2 任务变量2 = AnotherMethod2Async();
    返回类型N 任务变量N = AnotherMethodNAsync();

    //挂起当前异步方法,当任务变量有结果时,从任务变量查询结果
    //并将结果保存在变量
    类型1 变量1 = await 任务变量1;
    类型2 变量2 = await 任务变量2;
    类型N 变量N = await 任务变量N;
    
    //读取变量内容，返回值
    [return 表达式;]
}

async 修饰符声明 方法、lambda表达式、匿名方法是异步的。

await 运算符等待另一个异步方法返回的任务变量。仅允许在异步方法中且至少使用一个 await 运算符。

await 运算符会立即暂停往下执行同时将当前异步方法挂起，并且控制权返回到当前异步方法的调用方，当 任务变量 有结果时，控制权将在此处恢复继续执行，从 任务变量 查询结果并赋值给变量。

await 运算符应用到表示已完成操作的操作数时，它将立即返回操作的结果，而不会暂停其所属的方法。

通过这两个关键字，可以轻松地创建异步方法（几乎与创建同步方法一样轻松）。

2.返回类型

3.等待任务

4.运行机制

public async Task<int> GetUrlContentLengthAsync()
{
    var client = new HttpClient();

    Task<string> getStringTask =
        client.GetStringAsync("https://docs.microsoft.com/dotnet");

    DoIndependentWork();

    string contents = await getStringTask;

    return contents.Length;
}

void DoIndependentWork()
{
    Console.WriteLine("Working...");
}

运行机制基本分为两步：

4.1启动 Task<string>任务

Task<string> getStringTask =
    client.GetStringAsync("https://docs.microsoft.com/dotnet");

4.2等待 Task<string>任务

string contents = await getStringTask;

5.异步数据流

await foreach语句迭代异步数据流(实现IAsyncEnumerable<T>接口的集合类型)的实例。

static async IAsyncEnumerable<string> ReadWordsFromStreamAsync()
{
    string data =
        @"This is a line of text.
          Here is the second line of text.
          And there is one more for good measure.
          Wait, that was the penultimate line.";

    using var readStream = new StringReader(data);

    string line = await readStream.ReadLineAsync();
    while (line != null)
    {
        foreach (string word in line.Split(' ', StringSplitOptions.RemoveEmptyEntries))
        {
            yield return word;
        }

        line = await readStream.ReadLineAsync();
    }
}

await foreach (var item in ReadWordsFromStreamAsync())
{
    Console.WriteLine(item);
}

await foreach语句还可以迭代满足以下条件的任何类型的实例：

• 类型具有public无参数的GetAsyncEnumerator方法(可以是类型的扩展方法)，GetAsyncEnumerator方法的返回值具有public的Current属性。
• 类型具有public的无参数MoveNextAsync方法，MoveNext方法的返回值为Task<bool>, ValueTask<bool>或 任何其它awaitable类型，awaitable类型的awaiter的 GetResult 方法返回 bool 值。