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async/await異步操作，是C#中非常驚艷的“語法糖”，讓異步編程變得優(yōu)美且傻瓜化到了不可思議的程度。就連JavaScript都借鑒了async/await語法，讓回調(diào)泛濫的JavaScript代碼變得很優(yōu)美。

我之前錄制的.NET視頻教程已經(jīng)把a(bǔ)sync/await等基礎(chǔ)知識介紹了，這篇文章不再介紹那些基礎(chǔ)知識，如果有對它們還不了解的朋友，請到我的B站、頭條、油管等平臺搜索“楊中科 .net 教程”查看。

本篇文章只對在之前的視頻教程中沒有提到的幾點(diǎn)做講解。

用法1、控制并行執(zhí)行的任務(wù)數(shù)量

在項(xiàng)目開發(fā)的時(shí)候，有時(shí)候有很多任務(wù)需要異步執(zhí)行，但是為了避免同時(shí)執(zhí)行的異步任務(wù)太多，反而降低性能，因此通常需要限制并行執(zhí)行的任務(wù)的數(shù)量。比如爬蟲并行從網(wǎng)上抓取內(nèi)容的時(shí)候，就要根據(jù)情況限制最大執(zhí)行的線程的數(shù)量。

在沒有async/await的年代，需要使用信號量等機(jī)制來進(jìn)行線程間通訊來協(xié)調(diào)各個(gè)線程的執(zhí)行，需要開發(fā)者對于多線程的技術(shù)細(xì)節(jié)非常了解。而使用async/await之后，這一切就可以變得非常傻瓜化了。

比如下面的代碼用來首先從words.txt這個(gè)每行一個(gè)英文單詞的字典中，逐個(gè)讀取單詞，然后調(diào)用一個(gè)API接口來獲得單詞的“音標(biāo)、中文含義、例句”等詳細(xì)信息。為了加快處理速度，需要采用異步編程來實(shí)現(xiàn)多任務(wù)同時(shí)下載，但是又要限制同時(shí)執(zhí)行的任務(wù)的數(shù)量（假設(shè)為5個(gè)）。實(shí)現(xiàn)代碼如下：

class Program{       static async Task Main(string[] args)       {              ServiceCollectionservices = new ServiceCollection();              services.AddHttpClient();              services.AddScoped<WordProcessor>();              using(var sp = services.BuildServiceProvider())              {                     var wp = sp.GetRequiredService<WordProcessor>();                     string[]words = await File.ReadAllLinesAsync("d:/temp/words.txt");                     List<Task>tasks = new List<Task>();                     foreach(var word in words)                     {                            tasks.Add(wp.ProcessAsync(word));                            if(tasks.Count==5)                            {                                   //waitwhen five tasks are ready                                   awai tTask.WhenAll(tasks);                                   tasks.Clear();                            }                     }                     //waitthe remnant which are less than five.                     await Task.WhenAll(tasks);              }              Console.WriteLine("done!");       }} class WordProcessor{       private IHttpClientFactory httpClientFactory;       public WordProcessor(IHttpClientFactory httpClientFactory)       {              this.httpClientFactory= httpClientFactory;       }        publicasync Task ProcessAsync(string word)       {              Console.WriteLine(word);              var httpClient = this.httpClientFactory.CreateClient();              string json = await httpClient.GetStringAsync("http://dict.e.opac.vip/dict.php?sw="+ Uri.EscapeDataString(word));              await File.WriteAllTextAsync("d:/temp/words/" + word + ".txt",json);       }}

核心代碼就是下面這一段：

List<Task> tasks = newList<Task>();foreach(var word in words){       tasks.Add(wp.ProcessAsync(word));       if(tasks.Count==5)       {              //waitwhen five tasks are ready              await Task.WhenAll(tasks);              tasks.Clear();       }}

這里遍歷所有單詞，抓取單詞并且保存到磁盤的Process方法的返回值Task沒有使用await關(guān)鍵字進(jìn)行修飾，而是把返回的Task對象保存到list中，由于沒有使用await進(jìn)行等待，因此不用等一個(gè)任務(wù)執(zhí)行完成，就可以把下一個(gè)任務(wù)加入list。當(dāng)list中的任務(wù)滿五個(gè)的時(shí)候，就調(diào)用await Task.WhenAll(tasks);等待這五個(gè)任務(wù)執(zhí)行完成后，再處理下一組（5個(gè)）。循環(huán)之外的await Task.WhenAll(tasks);的是用來處理最后一組不足5個(gè)任務(wù)的情況。

用法2、在BackgroundService等異步執(zhí)行的代碼中進(jìn)行DI注入

依賴注入（DI）的時(shí)候，注入的對象都是有生命周期的。比如使用services.AddDbContext<TestDbContext>(...);這種方式注入EF Core中的DbContext的時(shí)候，TestDbContext的生命周期就是Scope。在普通的MVC的Controller中可以直接注入TestDbContext，但是在BackgroundService中是不能直接注入TestDbContext的。這時(shí)候，可以注入IServiceScopeFactory對象，然后在使用到TestDbContext對象的時(shí)候再調(diào)用IServiceScopeFactory的CreateScope()方法來生成一個(gè)IServiceScope，并且使用IServiceScope的ServiceProvider來手動解析獲取TestDbContext對象。

代碼如下：

public classTestBgService:BackgroundService{       private readonly IServiceScopeFactory scopeFactory;       public TestBgService(IServiceScopeFactory scopeFactory)       {              this.scopeFactory= scopeFactory;       }        protected override Task ExecuteAsync(CancellationToken stoppingToken)       {              using(var scope = scopeFactory.CreateScope())              {                     var sp = scope.ServiceProvider;                     var dbCtx = sp.GetRequiredService<TestDbContext>();                     foreach(var b in dbCtx.Books)                     {                            Console.WriteLine(b.Title);                     }              }                             return Task.CompletedTask;       }}

用法3、異步方法可以不await

我在做youzack背單詞的時(shí)候，有一個(gè)查詢單詞的功能。為了提升客戶端的響應(yīng)速度，我把每個(gè)單詞的明細(xì)信息都按照“每個(gè)單詞一個(gè)json文件”的形式，把單詞的詳細(xì)信息保存到文件服務(wù)器，相當(dāng)于做了一個(gè)“靜態(tài)化”。因此客戶端在查詢單詞的時(shí)候，先到文件服務(wù)器中查找一下是否有對應(yīng)的靜態(tài)文件，如果有的話，就直接加載靜態(tài)文件。如果在文件服務(wù)器不存在的話，再調(diào)用API接口的方法去查詢，API接口從數(shù)據(jù)庫中查詢到單詞后，不僅會把單詞的詳細(xì)信息返回給客戶端，而且還會把單詞的詳細(xì)信息再上傳到文件服務(wù)器。這樣以后客戶端再查詢這個(gè)單詞，就可以直接從文件服務(wù)器查詢了。

因此API接口中“把從數(shù)據(jù)庫中查詢到的單詞的詳細(xì)信息上傳到文件服務(wù)器”這個(gè)操作對于接口的請求者來講沒什么意義，而且會降低接口的響應(yīng)速度，因此我就把“上傳到文件服務(wù)器”這個(gè)操作寫到了異步方法中，并且沒有通過await來等待。

偽代碼如下：

public async Task<WordDetail>FindWord(string word){       var detail = await db.FindWordInDBAsync(word);//從數(shù)據(jù)庫里查詢       _=storage.UploadAsync($”{word}.json”,detail.ToJsonString());//上傳到文件服務(wù)器，但是不等待       returnd etail;}

在上面的UploadAsync調(diào)用中沒有await調(diào)用等待，因此只要從數(shù)據(jù)庫中查詢出來，就把detail返回給請求者了，留下UploadAsync在異步線程中慢慢執(zhí)行。

前面加的“_=”是消除對于不await異步方法造成編譯器警告。

用法4、異步代碼中Sleep的坑

在編寫代碼的時(shí)候，有時(shí)候我們需要“暫停一段時(shí)間，再繼續(xù)執(zhí)行代碼”。比如調(diào)用一個(gè)Http接口，如果調(diào)用失敗，則需要等待2秒鐘再重試。

在異步方法中，如果需要“暫停一段時(shí)間”，那么請使用Task.Delay()，而不是Thread.Sleep()，因?yàn)門hread.Sleep()會阻塞主線程，就達(dá)不到“使用異步提升系統(tǒng)并發(fā)能力”的目的了。

如下代碼是錯(cuò)誤的：

public async Task<IActionResult> TestSleep(){       await System.IO.File.ReadAllTextAsync("d:/temp/words.txt");       Console.WriteLine("firstdone");       Thread.Sleep(2000);       awaitSystem.IO.File.ReadAllTextAsync("d:/temp/words.txt");       Console.WriteLine("seconddone");       returnContent("xxxxxx");}

上面的代碼是能夠正確的編譯執(zhí)行的，但是會大大降低系統(tǒng)的并發(fā)處理能力。因此要用Task.Delay()代替Thread.Sleep()。如下是正確的：

public async Task<IActionResult> TestSleep(){       awaitSystem.IO.File.ReadAllTextAsync("d:/temp/words.txt");       Console.WriteLine("firstdone");       awaitTask.Delay(2000);//!!!       awaitSystem.IO.File.ReadAllTextAsync("d:/temp/words.txt");       Console.WriteLine("seconddone");       returnContent("xxxxxx");}

用法5、yield如何用到異步方法中

yield由于可以實(shí)現(xiàn)“產(chǎn)生一個(gè)數(shù)據(jù)就讓IEnumerable的使用者處理一個(gè)數(shù)據(jù)”，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)處理的“流水線化”，提升數(shù)據(jù)處理的速度。

但是，由于yield和async都是編譯器提供的語法糖，編譯器都會把它們修飾的方法編譯為一個(gè)使用了狀態(tài)機(jī)的類。因此兩個(gè)語法糖碰到一起，編譯器就迷惑了，因此不能直接在async修飾的異步方法中使用yield返回?cái)?shù)據(jù)。

因此下面的代碼是錯(cuò)誤的：

static async IEnumerable<int>ReadCC(){       foreach(string line in await File.ReadAllLinesAsync("d:/temp/words.txt"))       {              yieldreturn line.Length;       }}

只要把IEnumerable改成IAsyncEnumerable就可以了，如下是正確的：

static async IAsyncEnumerable<int>ReadCC(){       foreach(stringline in await File.ReadAllLinesAsync("d:/temp/words.txt"))       {              yieldreturn line.Length;       }}

但是調(diào)用同時(shí)使用了async和yield的代碼，不能使用普通的foreach+await，如下是錯(cuò)誤的：

foreach (int i in await ReadCC()){       Console.WriteLine(i);}

需要把a(bǔ)wait關(guān)鍵詞移動到在foreach之前，如下是正確的：

await foreach(int i in ReadCC()){       Console.WriteLine(i);}

編譯器是微軟寫的，不知道為什么不支持foreach (int i in awaitReadCC())這樣的寫法，可能是由于為了兼容之前的C#語法規(guī)范不得已而為之吧。

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