C#異步編程應該注意什么

小編這次要給大家分享的是C#異步編程應該注意什么，文章內容豐富，感興趣的小伙伴可以來了解一下，希望大家閱讀完這篇文章之后能夠有所收獲。

盡量不要編寫返回值類型為void的異步方法

在通常情況下，建議大家不要編寫那種返回值類型為void的異步方法，因為這樣做會破壞該方法的啟動者與方法本身之間的約定，這套約定本來可以確保主調方能夠捕獲到異步方法所發生的異常。

正常的異步方法是通過它返回的Task對象來匯報異常的。如果執行過程中發生了異常，那么Task對象就進入了faulted（故障）狀態。主調方在對異步方法所返回的Task對象做await操作時，該對象若已處在faulted狀態，系統則會將執行異步方法的過程中所發生的異常拋出，反之，若Task尚未執行到拋出異常的那個地方，則主調方的執行進度會暫停在await語句這里，等系統稍后安排某個線程繼續執行該語句下方的那些代碼時，異常才會拋出。

總結一句話就是：void的異步方法發生異常時，開發者得不到任何通知，程序既不會觸發普通的異常處理程序，也不會把這些異常記錄下來。總之，這會讓相關的線程默默的終止掉。

不要把同步方法與異步方法組合起來使用

用async關鍵字來修飾的方法意味著該方法有可能會在執行完所有工作之前就把控制權返回給主調方，而且，它返回給主調方的是個代表工作進度的Task對象。主調方可以查詢此對象的狀態，以了解該工作是否已經完成、尚未完成還是在執行過程中發生了故障。此外，這種方法還在暗示主調方：本方法所執行的工作可能要花費很長時間，因此建議你先去做其他一些事情，稍后再來向我索要結果。

與此相反，如果把某個方法設計成同步方法，那么意味著當該方法執行完畢時，它的后置條件必定能夠得到滿足。無論這個方法要花多長時間去完成工作，它都會采用與主調方相同的資源來完成，主調方必須等這個方法徹底執行完畢才能向下執行。

這兩種方法單獨寫起來都很清晰，但是如果把他們組合在一起就會讓方法變得十分難用，而且有可能導致各種bug，如死鎖。因此，這里提出兩條重要的原則。第一，不要讓同步方法必須等待異步方法執行完畢才能往下執行（盡量不用Wait()以及.result這些阻塞式的方法）。第二，不要讓異步方法把雖然耗時很長、計算量很大但是完全可以由自己執行的工作轉交給另一個異步任務去做。'

當然對于第二點，這并不是說計算量較大的任務絕對不能放在單獨的線程中執行，而是說不應該把只用一個線程就能迅速做好的任務刻意的拆解成許多個較小的部分，并把他們分別放在多個新的線程上執行，而是應該把整個任務都交給某個線程來執行才對。

使用異步方法時應盡量避免線程分配

異步任務看上去好像很神奇，因為這種任務刻意轉移到另一個地方去做，使得開啟這項任務的異步方法可以在該任務完成之后，從早前暫停的地方繼續往下推進。不過，要想發揮異步任務的功效，就必須保證把這項任務交出去確實能夠少占用一些資源，而不是僅僅會在相似的資源之間進行上下文切換。

如：對于一個控制臺程序，如果只是執行一項計算量較大且耗時較長的任務（或者說，運行時間較長的CPU密集型的任務），那么把該任務單獨放在另一個線程中并沒有多大好處。因為這樣做只能讓工作線程始終處于繁忙狀態，而主線程則必須一直卡在那里等待工作線程把任務做完。在這種情況下，實際上是用兩個線程來完成原本只需要一個線程就能做好的工作，造成了資源的浪費。

避免不必要的上下文切換

目前C#代碼中使用async以及await實現的異步方法默認是把await之后的代碼放在早前捕獲的那個上下文中執行的，這是因為這樣做比較穩妥，它最多只會引發幾次無謂的上下文切換，而不會使程序出現重大的錯誤，與之相反，如果系統不把山下文切換回去，那么萬一遇到的是只能在特定的上下文中才能執行的代碼，那么程序就有可能崩潰。因此，無論有沒有必要切換上下文，系統都會切換至早前捕獲到的那個上下文，并把await之后的語句放在那個上下文執行。

如果不想讓系統做出這樣的安排，那么可以調用ConfigureAwait()方法。這表示接下來的那些代碼無須放在早前捕獲的上下文中執行。例如在很多程序集中，await語句之后的那些代碼一般都與上下文無關，因此與，可以調用Task對象的ConfigureAwait()方法告訴系統，在執行完這項任務之后，不必專門把await下面的代碼放在早前捕獲的上下文中運行。如下所示：

public static async Task<XElement> ReadPacket(string url)
{
	var result=await DownloadAsync(url)
				.ConfigureAwait(false);
	return XElement.Parse(result);			
}

C#語言默認讓程序把await下面的語句都放在早前捕獲的上下文中執行，這樣做雖然較為安全，但是會降低程序的效率。因此為了讓用戶能夠更加順暢的使用程序，我們應該調整代碼的結構，把必須運行在特定上下文的代碼剝離出來，并盡量考慮在await語句那里調用ConfigureAwait(false)，使得程序可以把語句下面的代碼放在默認上下文中運行，而不是切換回早前的上下文。

通過Task對象來進行異步開發

Task（任務）是一種抽象機制，可以用來表示某項工作，于是，就能夠把該工作轉交給其他資源去完成。Task類型以及與之相關的類與結構體提供了豐富的API，讓開發者可以操控Task對象以及由該對象所表示的工作。此外，Task對象自身也具備一些方法與屬性，可以用來操作本對象所表示的任務。這些Task對象可以合起來構成一項比較大的任務，他們之間既能夠按照順序執行，也能夠平行的執行。

可以通過await語句來確保某些任務之間能夠按照一定的順序執行，也就是說，只有當該語句所要等待的那項工作完畢之后，語句下方的代碼才能夠執行。

總之，由于C#提供了一套豐富的API，因此可以寫出相當優雅的算法來處理Task對象，并對這些對象所表示的任務進行安排。對任務的用法理解的越透徹，寫出來的異步代碼越清晰。

這里簡單說明兩個常用的API:

WhenAll：會根據現有的一批任務創建出一項新的任務，只有當那批任務全部執行完畢時，這項新人物才能夠完成。對Task.WhenAll所返回的新任務進行await操作會獲得一份列表，早前的那些任務的執行結果就位于該列表中。

WhenAny：為了盡早的獲得某個結果，可能啟動多項任務，使得他們分別從不同的途徑去獲取該結果。只要其中有一項任務完成，你的目標就達成了，針對這項需求，可以考慮使用Task.WhenAny方法，并把自己所創建的那批任務傳進去。對WhenAny方法所返回的Task對象進行await操作可以獲取到一項任務，它指的就是這批任務中最先執行完畢的那項任務。

考慮實現任務的取消協議

異步任務的編程模型（也叫基于任務的異步編程模型）提供了標準的API，用來取消任務或者廣播任務的執行進度。雖然這些API是可選的，但如果某項任務確實能夠匯報其進度，或者能夠予以取消，那就可以考慮用合適的辦法來實現這些API。

針對需要取消的任務，我們可以通過CanclelationTokenSource對象來進行取消操作。這種對象是一種起到中介作用的對象。該對象處在有可能發出取消請求的客戶代碼與支持取消功能的那項操作之間。

如果正在執行的任務發現客戶端想要取消該操作，那么它就會通過ThrowIfCanclellationRequested()方法拋出TaskCanclledException異常，庸醫表示整個工作流程沒有能夠完全得到執行。

此外，返回值類型為void類型的異步方法不應該支持取消功能。

緩存泛型異步方法的返回值

可能你在進行異步編程的時候對異步方法設置的返回類型都是Task或者Task<T>，然而有些時候把返回值類型設為Task可能會影響性能。如果某個循環或某段代碼需要頻繁的運行，那么系統就有可能分配很多個Task對象，從而占用相當多的資源。好在C#提供了一種新的類型，叫做ValueTask<T>對象，他用起來比普通的Task更為高效。該類型是值類型，因此創建這種類型的對象時，不需要再分配額外的空間。這個好處使得我們可以多創建一些這樣的對象，而不用擔心它會像Task對象那樣占據過多的資源。如果你的異步方法可以根據早前緩存起來的結果直接返回相應的值，那么尤其應該考慮把返回值類型設置為ValueTask<T>。

其次，ValueTask提供了一個能夠接受Task參數的構造函數，這個構造函數會在其內部等候該Task的執行結果。

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