[深入学习C#]完成异步委托的三种方式

简介

　　创建线程的一个简单方式是定义一个委托，并且异步调用它。委托是方法的类型安全的引用。Delegate类还支持异步地调用方法。在后台，Delegate类会创建一个执行任务的线程。

　　参考文献

线程

　　线程是程序中独立的指令流，线程对客户端和服务器端应用程序都非常重要，线程是运行程序所必须的。

　　1.进程包含资源，如Window句柄、文件系统句柄或其他内核对象，每个进程都分配了虚拟内存。

　　2.每个进程至少包含一个线程，操作系统会调度线程。

　　3.线程有一个优先级、实际上正在处理的程序的位置计数器、一个储存其局部变量的栈。

　　4.每个线程都有自己的栈，但程序代码的内存和堆由一个进程的所有线程共享。

　　5.同一个进程内的线程间通信非常快，因为它们都寻址相同的虚拟内存。

　　6.同一个进程内的线程可以修改同一个储存位置。

异步委托

　　创建线程的一种简单方式是定义一个委托，并且异步调用它。在后台，Delegate类会创建一个执行任务的线程。

　　现在我们可以使用不同的技术来异步地调用委托，并且返回结果。

　　在此之前，我们定义一个名为TakesAWhile()方法，该方法中调用了Thread.Sleep()方法:

[code]static int TakesAWhile(int data , int ms)
{
    Console.WriteLine("TakesAWhile started!");
    Thread.Sleep(ms);
    Console.WriteLine("TakesAWhile completed!");
    return ++data;
}

　　然后定义一个与之有相同参数签名和返回类型的委托：

[code]public delegate int TakesAWhileDelegate(int data , int ms );

方法一：使用轮询

　　Delegate类提供了BeginInvoke()方法,在该方法中,可 以传递用委托类型定义的输入参数。 BeginInvoke()方法总是有 AsyncCallback和object 类型的两个额外参数。现在重 的是 BeginInvoke()方法的返回类型 :IAsyncResult。 通过 IAsyncResult,可 以获得该委托的相关信息 ,并验证该委托是否完成了任务,这是IsCompleted属性的功劳。 只要委托没有完成其任务,程序的主线程就继续执行 While循环。

[code]static void Main()
{
    //synchronous method call
    //TakesAWhile(1 , 3000);

    //asynchronous by using a delegate
    TakesAWhileDelegate d1 = TakesAWhile;
    IAsyncResult ar = d1.BeginInvoke(1, 3000, null ,null);
    while(!ar.IsCompleted)
    {
        //doing something else in the main thread
        Console.Write(".");
        Thread.Sleep(50);
    }
    int result = d1.EndInvoke(ar);
    Console.WriteLine("Result:{0}",result);
}

　　运行应用程序的时候，可以看到主线程和委托线程同时运行，在委托线程执行完毕之后，主线程就停止循环。

　　.TakesAWhile started!

　　..TakesAWhile completed!

　　result: 2

　　除了检查委托是否完成之外，还可以在完成了由主线程执行的任务之后，调用委托类型的EndInvoke()方法。EndInvoke()方法会一直等待，知道委托完成其任务为止。

　　如果在委托结束前不等待委托完成其任务，主线程就结束，委托线程就会终止。

方法二：使用等待句柄(WaitHandle)

　　使用AsyncWaitHandle属性可以访问等待句柄。这个属性返回一个WaitHandle类型的对象，它可以等待委托线程完成任务。WaitOne()方法将一个超时时间作为可选的第一个参数，在其中可以定义要等待的最长时间。如果发生超时，就会返回false。

[code]static void Main()
{
    TakesAWhileDelegate d1 = TakesAWhile;
    IAsyncResult ar = d1.BeginInvoke(1, 3000, null, null);

    while(true)
    {
        Console.Write(".");
        if(ar.AsyncWaitHandle.WaitOne(50, false))
        {
            Console.WriteLine("Can get the result now");
            break;
        }
    }
    int result = d1.EndInvoke(ar);
    Console.WriteLine("result:{0}",result);
}

方法三：使用异步回调

　　等待委托结构的第三种方式是使用异步回调。在BeginInvoke()方法的第3个参数中，可以传递一个满足AsyncCallBack委托的需求的方法。AsyncCallBack委托定义了一个IAsyncResult类型的参数，其返回类型为void。

　　在这里，我们定义一个名为TakesAWhileCompleted()的方法，它满足AsyncCallBack的需求，将其作为BeginInvoke()方法的第三个参数。

　　对于BeginInvoke方法的第四个参数，可以传递任意对象，以便从回调方法中方为使用它，通过IAsyncResult的AsyncState属性来访问它。

　　

[code]static void Main()
{
    TakesAWhileDelegate d1 =TakesAWhile;

    d1.BeginInvoke(1, 3000 , TakesAWhileCompleted, d1);
    for(int i = 0 ; i < 100 ; i++)
    {
        Console.Write(".");
        Thread.Sleep(50);
    }
}

　　然后我们定义TakesAWhileCompleted()方法，它用AsyncCallBack委托指定的参数可返回类型来定义。如上所说，可以用ar.AsyncState来读取BeginInvoke()方法传递的最后一个参数：

　　

[code]static void TakesAWhileCompleted(IAsyncResult ar)
{
    if( ar == null) throw new ArgumentNullException("ar");

    TakesAWhileDelegate d1 = ar.AsyncState as TakesAWhileDelegate;
    Trace.Assert(d1 != null, "Invalid object type");

    int result = d1.EndInvoke(ar);
    Console.WriteLine("result:{0}",result);
}

　　正如我们在前文中说到，可以使用委托的地方，就可以使用Lambda表达式，同样，这里我们也可以使用Lambda表达式来简化异步回调。

　　

[code]static void Main()
{
    TakesAWhileDelegate d1 = TakesAWhile;
    d1.BeginInvoke(1, 3000, 
        ar =>
        {
            int result = d1.EndInvoke();
            Console.WriteLine("result:{0}",result);
        }),
        null);
    for(int i = 0; i < 100; i++)
    {
        Console.Write(".");
        ThreadSleep(50);
    }
}

　　这里我们注意到，在调用BeginInvoke()方法的时候，并没有为第四个参数赋值，因为Lambda表达式在这里可以访问外部的变量d1。Lambda表达式的实现代码仍然是从委托线程中调用，只不过以这种方式定义的时候，不是很明显。

总结

　　编程模型和所有这些包含异步委托的选项——轮询、等待句柄、异步回调——不仅仅能用于委托，相同的编程模型(异步模式)在.NET Framework的各个地方都能见到。例如，可以使用HttpWebRequest类的BeginGetResponse()方法异步发送HTTP Web请求，使用SqlCommand类的BeginExecuteReader()方法给数据库发送异步请求。这些类似于委托的BeginInvoke()方法的参数，也可以使用相同的方式获得。