2.2 异步编程

用async关键字修饰方法后，就变成了异步方法。需要注意几点：

• 异步方法返回值一般是Task。
• 约定异步方法名字以Async为结尾。
• 如果异步方法没有返回值，最好把返回值声明为非泛型的Task类型。
• 调用泛型异步方法时，一般在前面加上await，这样方法调用的返回值就是T类型。
• 如果一个方法中有await调用，则方法必须声明为async。

await关键字的意思是：调用异步方法，等异步方法执行结束后再继续向下执行。如果不加await，则不等待异步方法执行结束，就向下执行。

async Task<int> DownloadAsync(string url, string destFilePath)
{
	using HttpClient httpClient = new HttpClient();
	string body = await httpClient.GetStringAsync(url);
	await File.WriteAllTextAsync(destFilePath, body);
	return body.Length;
}

Console.WriteLine("开始下载人邮社网站");
int i1 = await DownloadAsync("https://www.ptpress.com.cn", "d:/ptpress.html");
Console.WriteLine($"下载完成，长度{i1}");

async异步方法的本质是：在对异步方法进行await调用时的等待时间（比如等待下载），会把当前的线程返回到线程池，等异步方法调用结束后，再从线程池中取出一个线程执行后面的代码。

使用async异步方法要用多任务的概念，如果是一个任务，则使用常规的方法更好。例如餐厅客人叫服务员点菜，当来了多个客人时，某个客人叫服务员来点菜，服务员将菜单给到这个客人，然后不需要一直等着，等到这个客人点菜成功，再叫服务员，这个时候服务员拿着点完的菜单交给厨师。这样做的好处是，这个服务员可以在某个客人点菜的时候，去服务其他顾客。

异步方法使用的技术是线程池，不等通于多线程。

• 有async无await

对于async方法，编译器会把代码根据await调用分为若干片段，对于不同的片段使用状态机的方式切换执行。

//这个虽然是async方法，内部并没有await，它的内部并没有将任务放到其他线程中去执行
//这样写和普通方法一样
static async Task<decimal> CalcAsync(int n)
{
    Console.WriteLine("CalcAsync:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
    decimal result = 1;
    Random rand = new Random();
    for (int i = 0; i < n * n; i++)
    {
        result = result + (decimal)rand.NextDouble();
    }
    return result;
}
//使用Task.Run方法，把要执行的代码以委托的形式传递给Task.Run,这样系统会从线程池中取出一个线程去执行代码
//这样才实现了异步
async Task<decimal> CalcAsync(int n)
{
	Console.WriteLine("CalcAsync:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
	return await Task.Run(() => {
		Console.WriteLine("Task.Run:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
		decimal result = 1;
		Random rand = new Random();
		for (int i = 0; i < n * n; i++)
		{
			result = result + (decimal)rand.NextDouble();
		}
		return result;
	});
}
//由此可见：
//异步方法的定义中，也需要使用线程池的操作
//在调用异步方法使用await时，await有2个作用：
//1、等待异步方法执行结束再往下执行，因为异步方法的定义中使用了线程池操作（Task.Run），按照正常的执行程序，他会在新线程中执行，而不会等待其执行完成，所以在线程池操作前面也加了await以示和普通线程池操作的区别。
//2、会自动将Task<T>类型的返回值识别为T类型

只要返回值是Task类型，就可以使用await关键字对其进行调用，而不用管是否用async修饰

• 无async修饰符

如果一个异步方法只是对别的异步方法进行简单调用，无太多复杂逻辑（如获取异步方法的返回值并做处理），则可以直接去掉async修饰符

对于使用async的异步方法，编译器会负责将返回值转换为Task对象（reurn 3 自动转换为Task<int>），但是不带async修饰符的异步方法，需要自己自定义Task对象。

string s1 = await ReadFileAsync(1);
Console.WriteLine(s1);

Task<string> ReadFileAsync(int num)
{
	switch (num)
	{
		case 1:
			return File.ReadAllTextAsync("d:/1.txt"); //返回Task对象
		case 2:
			return File.ReadAllTextAsync("d:/2.txt");
		default:
			return Task.CompleterTask;//返回Task对象,需要自定义，不能直接return，因为无async修饰
            						  //public static Task CompletedTask { get; }
	}
}

重要问题：

1. 有异步方法，建议使用异步方法
2. 由于某些原因，有的方法不能被async修饰，那么在方法内就不能用await来调用异步方法了，也就是不能自动将Task类型的返回值识别为T类型。对于Task返回值类型，可以使用Result属性或者GetAwaiter().GetResult方法来等待异步执行结束后获取返回值。对于Task返回值类型，可以使用Wait方法来调用异步方法并等待任务结束，但不推荐这样，会造成阻塞调用线程。

string s1 = File.ReadAllTextAsync("./1.txt").Result;
string s2 = File.ReadAllTextAsync("./1.txt").GetAwaiter().GetResult();
File.ReadAllTextAsync("./1.txt").Wait();

3. 异步方法的暂停

using HttpClient httpClient = new HttpClient();
string s1 = await httpClient.GetStringAsync("https://www.ptpress.com.cn");
await Task.Delay(3000);//不要使用Thread.sleep会阻塞调用线程
string s2 = await httpClient.GetStringAsync("https://www.rymooc.com");

4. 异步方法中如果有CancellationToken参数，则可以使用该对象提前终止操作。
5. 可以使用Task.WhenAll同时等待多个Task的执行结束。另外也有Task.WhenAny只要有一个任务完成，代码就向下执行

Task<string> t1 = File.ReadAllTextAsync("d:/1.txt");
Task<string> t2 = File.ReadAllTextAsync("d:/2.txt");
Task<string> t3 = File.ReadAllTextAsync("d:/3.txt");
string[] results = await Task.WhenAll(t1, t2, t3);
string s1 = results[0];
string s2 = results[1];
string s3 = results[2];

6. 接口中或者抽象方法不能使用async修饰符，可以把这些方法的返回值设置为Task类型，在具体实现中可以添加async关键字修饰。