概述

  在前边写的一篇有关async和await的前生今生的稿子之后,大家似乎在async和await提高网站拍卖能力方面还有一对疑云,今日头条本身也做了重重的尝尝。明天我们再来回答眨眼间间这个题材,同时大家会做一个async和await在WinForm中的尝试,并且相相比较在4.5事先的异步编程形式APM/EAP和async/await的分别,最终大家还会追究在不同线程之间互相的题目。

  IIS存在着拍卖能力的问题,然而WinForm却是UI响应的题材,并且WinForm的UI线程至始至终都是同一个,所以两者之间有自然的区分。有人会问,现在还有人写WinForm吗?好呢,它确是一个相比较老的事物吧,不如WPF炫,技术也不如WPF先进,不过从架构层面来讲,不管是Web,仍然WinForm,又可能WPF,Mobile,这些都只是表现层,不是么?现在的重型系统一般桌面客户端,Web端,手机,平板端都会提到,这也是为啥会有应用层,服务层的存在。大家在那谈论的ASP.NET
MVC,WinForm,WFP,Android/IOS/WP
都是显现层,在表现层我们应当只处理与“表现”相关的逻辑,任何与事务有关的逻辑应该都是放在下层处理的。关于架构的题目,我们后边再逐级深刻,其余别说我并未提示您,我们前几天还会看到.NET中另一个曾经老去的技艺Web
Service(Service)。

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目录

async/await怎么着提升IIS处理能力

  首先响应能力并不完全是说我们先后性能的题目,有时候可能您的主次尚未此外问题,而且仔细经过优化,不过响应能力或者不曾上来,网站性能分析是一个扑朔迷离的活,有时候只好靠经验和不断的品味才能达成比较好的效用。当然我们先天探讨的首假若IIS的处理能力,或者也说不定就是IIS的性能,但没有代码本身的性能。即便async/await可以加强IIS的处理能力,不过对于用户来说一切页面从发起呼吁到页面渲染完成的那一个时间,是不会因为大家加了async/await之后暴发多大转变的。

  其它异步的ASP.NET并非唯有async/await才得以做的,ASP.NET在Web
Form时代就曾经有异步Page了,包括ASP.NET
MVC不是也有异步的Controller么?async/await
很新,很酷,可是它也只是在本来一技术基础上做了部分改正,让程序员们写起异步代码来更便于了。我们常说微软喜欢新瓶装旧酒,至少我们要看到这一个新瓶给我们带来了什么样,不管是任何产品,都不能一起始就很完善,所以持续的迭代改进,也得以说是一种科学做事的法子。

ASP.NET并行处理的步调

   ASP.NET是咋样在IIS中工作的一文已经很详细的牵线了一个伸手是如何从客户端到服务器的HTTP.SYS最终进入CLR举办处理的(强烈提议不领悟这一块的校友先看这篇作品,有助于你知道本小节),但是拥有的手续都是遵照一个线程的假若下实行的。IIS本身就是一个多线程的干活条件,假若我们从多线程的看法来看会爆发哪些变化吗?我们第一来看一下底下这张图。注意:我们下边的步骤是树立在IIS7.0未来的合并格局基础之上的。(注:下边这张图在dudu的唤醒之后,重新做了部分寻找工作,做了有些改成,w3dt这一步来自于新浪团体对题目标不停探索,详情可以点这里

图片 1

  大家再来梳理一下上边的步骤:

  1. 富有的请求最先河是由HTTP.SYS接收的,HTTP.SYS内部有一个行列维护着这多少个请求,这多少个行列的request的数码超出一定数量(默认是1000)的时候,HTTP.SYS就会一贯回到503状态(服务器忙),这是我们的率先个阀门。性能计数目标:“Http
    Service Request Queues\CurrentQueueSize
  2. 由w3dt负责把请求从HTTP.SYS
    的体系中置放一个应和端口的行列中,据非官方资料显示该队列长度为能为20(该队列是非公开的,没有文档,所以也不曾性能计数器)。
  3. IIS
    的IO线程从上一步的行列中得到请求,淌假诺索要ASP.NET处理的,就会传送给CLR
    线程池的Worker 线程,IIS的IO线程继续回来重新做该步骤。CLR
    线程池的Worker线程数量是第二个阀门。
  4. 当CLR中正在被拍卖的伸手数据超越一定值(最大并行处理请求数量,.NET4事后默认是5000)的时候,从IO线程过来的乞请就不会一贯付出Worker线程,而是放到一个进程池级其余一个行列了,等到这么些数量低于临界值的时候,才会把它再也提交Worker线程去处理。这是我们的第六个阀门。
  5. 上一步中说到的充裕进程池级此外队列有一个长短的限量,可以通过web.config里面的processModel/requestQueueLimit来设置。这足以说也是一个阀门。当正在处理的数额超出所允许的最大并行处理请求数量的时候,大家就会博得503了。可以通过性能计数目的:“ASP.NET
    v4.0.30319\Requests Queued
    ” 来查阅该队列的长度。

 哪些因素会控制我们的响应能力

  从地方我们提到了几大阀门中,我们可以得出下边的多少个数字控制或者说影响着大家的响应能力。

  1. HTTP.SYS队列的尺寸
  2. CLR线程池最大Worker线程数量
  3. 最大并行处理请求数量
  4. 进程池级别队列所允许的长短

HTTP.SYS队列的长度

  以此自家觉着不需要万分解释,默认值是1000。那些值取决于我们我们前边IIS
IO线程和Worker线程的处理速度,假使它们多少个都处理不了,这么些数字再大也未曾用。因为最终他们会被积存到进程池级此外连串中,所以只会导致内存的浪费。

最大Worker线程数量

  那一个值是可以在web.config中开展配备的。

图片 2

  maxWorkerThreads: CLR中实际处理请求的最大Worker线程数量
  minWorkerThreads:CLR中真实处理请求的纤维Worker线程数量

  minWorkerThreads的默认值是1,合理的加大他们能够避免不必要的线程创立和销毁工作。

最大并行处理请求数量

  进程池级其它行列给我们的CLR一定的缓冲,这中间要留心的是,那个行列还没有进去到CLR,所以它不会占有大家托管环境的别样资源,也就是把请求卡在了CLR的外界。大家需要在aspnet.config级别举行安排,我们得以在.net
fraemwork的安装目录下找到它。一般是 C:\Windows\Microsoft.NET\Framework\v4.0.30319
假使你安装的是4.0的话。

图片 3

  maxConcurrentRequestPerCPU:
每个CPU所允许的最大并行处理请求数量,当CLR中worker线程正在处理的请求之和过量这一个数时,从IO线程过来的哀求就会被平放我们进程池级其余行列中。
  maxConcurrentThreadsPerCPU: 设置为0即禁用。
  requestQueue: 进程池级别队列所允许的长短  

async和await 做了什么?

  我们到底要切入大旨了,拿ASP.NET
MVC举例,即便不利用async的Action,那么势必,它是在一个Woker线程中施行的。当我们走访片段web
service,或者读文件的时候,这么些Worker线程就会被卡住。假使我们以此Action执行时间总共是100ms,此外访问web
service花了80ms,理想图景下一个Worker线程一秒可以响应10个请求,假诺我们的maxWorkerThreads是10,这大家一秒内接连可响应请求就是100。假诺说大家想把那么些可响应请求数升到200怎么办吗?

  有人会说,这还不简单,把maxWorkerThreads调20不就行了么?
其实我们做也没有什么样
问题,确实是足以的,而且也着实能起到功能。这我们怎么还要大费周章的搞什么
async/await呢?搞得脑子都晕了?async/await给咱们缓解了哪些问题?它可以在我们访问web
service的时候把当下的worker线程放走,将它放回线程池,这样它就可以去处理其他的伸手了。等到web
service给大家回到结果了,会再到线程池中随意拿一个新的woker线程继续往下举办。也就是说我们减弱了这有些守候的年华,充份利用了线程。

    我们来对待一下运用async/awit和不拔取的情况,

  不应用async/await: 20个woker线程1s可以拍卖200个请求。

  这转换成总的时间的就是 20 * 1000ms =  20000ms,
  其中等待的年三星 200 * 80ms = 16000ms。
  也就是说使用async/await我们起码节省了16000ms的时刻,这20个worker线程又会再去处理请求,即便依据每个请求100ms的拍卖时间大家还足以再扩展160个请求。而且别忘了100ms是依照共同境况下,包括等待时间在内的基本功上收获的,所以其实境况也许还要多,当然咱们这边没有算上线程切换的年月,所以实际上境况中是有好几区其它,可是应该不会很大,因为大家的线程都是依照线程池的操作。
  所有结果是20个Worker线程不选拔异步的事态下,1s能自理200个请求,而使用异步的情状下得以处理360个请求,立马提高80%呀!采纳异步之后,对于同一的请求数量,需要的Worker线程数据会大大缩短50%左右,一个线程至少会在堆上分配1M的内存,假设是1000个线程这就是1G的容量,即便内存现在便民,但是省着终究是好的嘛,而且更少的线程是足以减小线程池在保护线程时发出的CPU消耗的。另:dudu分享 CLR1秒之内只可以创制2个线程。

  注意:以上数据毫无真正测试数据,真实情况一个request的时日也休想100ms,花费在web
service上的日子也不要80ms,仅仅是给我们一个思路:),所以这其中用了async和await之后对响应能力有多大的晋级和大家原来堵塞在这些IO和网络上的年月是有很大的关系的。

几点提出

  看到这里,不知底我们有没有收获点什么。首先第一点大家要明了的是async/await不是万能药,不们无法指望光写多少个光键字就巴望性能的升级。要切记,一个CPU在同一时间段内是只可以举行一个线程的。之所以那也是干什么async和await提出在IO或者是网络操作的时候利用。大家的MVC站点访问WCF或者Web
Service(Service)这种现象就不行的合乎采纳异步来操作。在地点的事例中80ms读取web
service的时刻,大部份时间都是不需要cpu操作的,这样cpu才得以被其他的线程利用,假诺不是一个读取web
service的操作,而是一个犬牙交错总括的操作,这你就等着cpu爆表吧。

  第二点是,除了程序中应用异步,我们地点讲到的有关IIS的配备是很首要的,假若运用了异步,请记得把maxWorkerThreads和maxConcurrentRequestPerCPU的值调高试试。

 早期对Web service的异步编程格局APM

  讲完我们伟大上的async/await之后,咱们来看看这些技能很老,可是概念确如故延续至今的Web
瑟维斯(Service)(Service)。 我们这边所说的对准web
service的异步编程形式不是指在劳务器端的web service本身,而是指调用web
service的客户端。我们知道对于web service,大家通过添加web
service引用或者.net提供的变通工具就足以生成对应的代理类,可以让我们像调用本地代码一样访问web
service,而所生成的代码类中对针对性每一个web
service方法生成3个照应的方法,比如说我们的方法名叫DownloadContent,除了这多少个法子之外还有BeginDownloadContent和EndDownloadContent方法,而这三个就是大家今天要说的最初的异步编程格局APM(Asynchronous
Programming Model)。下面就来探望大家web
service中的代码,注意大家前些天的门类都是在.NET Framework3.5下促成的。

 PageContent.asmx的代码

public class PageContent : System.Web.Services.WebService
{
    [WebMethod]
    public string DownloadContent(string url)
    {
        var client = new System.Net.WebClient();
        return client.DownloadString(url);
    }
}

  注意大家web
service中的DownloadContent方法调用的是WebClient的同步方法,WebClient也有异步方法即:DownloadStringAsync。然而我们要清楚,不管服务器是联名如故异步,对于客户端的话调用了您那多少个web
service都是均等的,就是得等你回来结果。

  当然,我们也可以像MVC里面的代码一样,把我们的服务器端也写成异步的。这拿到好处的是老大托管web
service的服务器,它的处理能力拿到加强,就像ASP.NET一样。假若我们用JavaScript去调用这一个Web
瑟维斯(Service),那么Ajax(Asynchronous Javascript +
XML)就是我们客户端用到的异步编程技术。假如是其他的客户端呢?比如说一个CS的桌面程序?我们需要异步编程么?

当WinForm遇上Web Service

  WinForm不像托管在IIS的ASP.NET网站,会有一个线程池管理着五个线程来拍卖用户的央浼,换个说法ASP.NET网站生来就是基于多线程的。不过,在WinForm中,如若大家不刻意使用多线程,这至始至终,都唯有一个线程,称之为UI线程。也许在局部小型的系统中WinForm很少涉及到多线程,因为WinForm本身的优势就在它是单独运作在客户端的,在性质上和可操作性上都会有很大的优势。所以众多中小型的WinForm系统都是直接就访问数据库了,并且大多也只有数量的传输,什么图片资源这是很少的,所以等待的年华是很短的,基本不用费如何脑子去考虑咋样3秒之内必须将页面彰显到用户眼前这种问题。

  既然WinForm在性质上有这么大的优势,这它还亟需异步吗?

  我们地点说的是中小型的WinForm,假使是巨型的系统吧?要是WinForm只是任何的很小一些,就像大家随笔开头说的还有许多其他众五个手机客户端,Web客户端,平板客户端呢?倘诺客户端很多导致数据库撑不住如何是好?
想在当中加一层缓存咋做?

  拿一个b2b的网站效能举例,用户可以透过网站下单,手机也可以下单,还足以因此电脑的桌面客户端下单。在下完单之后要形成交易,库存扣减,发送订单确认通告等等功用,而不论你的订单是因此哪些端完成的,这么些职能我们都要去做,对啊?这我们就不可以独立放在WinForm里面了,不然这么些代码在另外的端里面又得全体全新再逐一实现,同样的代码放在不同的地点这只是相当危险的,所以就有了大家后来的SOA架构,把那些职能都抽成服务,每体系型的端都是调用服务就足以了。一是可以统一吝惜那多少个效应,二是足以很有益于的做扩大,去更好的适应效率和架构上的扩大。比如说像下边这样的一个系列。

 图片 4

  在上图中,Web端即使也是属于大家平时说的服务端(甚至是由多台服务器组成的web群集),可是对我们一切系统的话,它也只是一个端而已。对于一个端的话,它自身只处理和用户交互的问题,此外所有的功用,业务都会付出后来台处理。在大家地点的架构中,应用层都不会直接到场真正业务逻辑相关的处理,而是放到大家更下层数据层去做拍卖。那么应用层重要匡助做一些与用户交互的有些效率,倘使手机短信发送,邮件发送等等,并且能够按照优先级拔取是放入队列中稍候处理或者间接调用效能服务及时处理。

  在这么的一个系统中,我们的Web服务器可以,Winform端也好都将只是任何系列中的一个极端,它们主要的其他是用户和前面服务中间的一个大桥。涉及到Service的调用之后,为了给用户特出的用户体验,在WinForm端,大家当然就要考虑异步的题目。 

WinForm异步调用Web Service

  有了像VS这样强劲的工具为我们转移代理类,我们在写调用Web
service的代码时就可以像调用本地类库一样调用Web
Service(Service)了,大家只需要丰硕一个Web Reference就可以了。

图片 5

// Form1.cs的代码

private void button1_Click(object sender, EventArgs e)
{
    var pageContentService = new localhost.PageContent();
    pageContentService.BeginDownloadContent(
        "http://jesse2013.cnblogs.com",
        new AsyncCallback(DownloadContentCallback),
        pageContentService);
}

private void DownloadContentCallback(IAsyncResult result)
{
    var pageContentService = (localhost.PageContent)result.AsyncState;
    var msg = pageContentService.EndDownloadContent(result);
    MessageBox.Show(msg);
}

  代码十分的简易,在进行完pageContentService.BeginDownloadContent之后,我们的主线程就重返了。在调用Web
service这段时光内我们的UI不会被堵塞,也不会产出“无法响应这种情状”,大家仍旧得以拖动窗体甚至做另外的政工。这就是APM的魔力,但是大家的callback究竟是在哪些线程中举行的吗?是线程池中的线程么?咋们接着往下看。

APM异步编程情势详解

线程问题

  接下去大家就是更进一步的询问APM那种格局是咋样行事的,不过首先大家要回应上边留下来的题材,这种异步的编程模式有没有为我们打开新的线程?让代码说话:

private void button1_Click(object sender, EventArgs e)
{
    Trace.TraceInformation("Is current thread from thread pool? {0}", Thread.CurrentThread.IsThreadPoolThread ? "Yes" : "No");
    Trace.TraceInformation("Start calling web service on thread: {0}", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
    var pageContentService = new localhost.PageContent();
    pageContentService.BeginDownloadContent(
        "http://jesse2013.cnblogs.com",
        new AsyncCallback(DownloadContentCallback),
        pageContentService);
}

private void DownloadContentCallback(IAsyncResult result)
{
    var pageContentService = (localhost.PageContent)result.AsyncState;
    var msg = pageContentService.EndDownloadContent(result);

    Trace.TraceInformation("Is current thread from thread pool? {0}" , Thread.CurrentThread.IsThreadPoolThread ? "Yes" : "No");
    Trace.TraceInformation("End calling web service on thread: {0}, the result of the web service is: {1}",
        Thread.CurrentThread.ManagedThreadId,
        msg);
}

  我们在按钮点击的措施和callback方法中分头出口当前线程的ID,以及他们是不是属于线程池的线程,拿到的结果如下:

  Desktop4.0.vshost.exe
Information: 0 : Is current thread a background thread? NO
  Desktop4.0.vshost.exe
Information: 0 : Is current thread from thread pool? NO
  Desktop4.0.vshost.exe
Information: 0 : Start calling web service on thread: 9
  Desktop4.0.vshost.exe
Information: 0 : Is current thread a background thread? YES
  Desktop4.0.vshost.exe
Information: 0 : Is current thread from thread pool? YES
  Desktop4.0.vshost.exe
Information: 0 : End calling web service on thread: 14, the result of
the web service is: <!DOCTYPE html>…

  按钮点击的主意是由UI直接决定,很肯定它不是一个线程池线程,也不是后台线程。而我辈的callback却是在一个出自于线程池的后台线程执行的,答案发表了,不过这会给大家带来一个题目,大家地点讲了唯有UI线程也足以去立异我们的UI控件,也就是说在callback中大家是不可以更新UI控件的,这大家怎样让更新UI让用户知道反馈呢?答案在后边接晓
:),让大家先注意于把APM弄了解。

从Delegate开始

  其实,APM在.NET3.5从前都被广泛使用,在WinForm窗体控制中,在一个IO操作的类库中等等!我们可以很容易的找到搭配了Begin和End的方法,更着重的是只如果有代理的地点,我们都得以运用APM这种形式。我们来看一个很粗略的例证:

delegate void EatAsync(string food);
private void button2_Click(object sender, EventArgs e)
{
    var myAsync = new EatAsync(eat);
    Trace.TraceInformation("Activate eating on thread: {0}", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
    myAsync.BeginInvoke("icecream", new AsyncCallback(clean), myAsync);
}

private void eat(string food)
{
    Trace.TraceInformation("I am eating.... on thread: {0}", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
}

private void clean(IAsyncResult asyncResult)
{
    Trace.TraceInformation("I am done eating.... on thread: {0}", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
}

  下面的代码中,我们透过把eat封装成一个信托,然后再调用该信托的BeginInvoke方法实现了异步的实践。也就是实在的eat方法不是在主线程中推行的,我们得以看输出的结果:

  Desktop4.0.vshost.exe
Information: 0 : Activate eating on thread: 10
  Desktop4.0.vshost.exe
Information: 0 : I am eating…. on thread: 6
  Desktop4.0.vshost.exe
Information: 0 : I am done eating…. on thread: 6

  clean是大家传进去的callback,该方法会在大家的eat方法执行完事后被调用,所以它会和我们eat方法在同一个线程中被调用。大家假如熟练代理的话就会明白,代码实际上会被编译成一个类,而BeginInvoke和EndInvoke方法正是编译器为我们机关加进去的格局,我们不用额外做其它业务,这在先前时期没有TPL和async/await往日(APM从.NET1.0时日就有了),的确是一个不错的抉择。

再也认识APM

打听了Delegate实现的BeginInvoke和EndInvoke之后,我们再来分析一下APM用到的这些对象。
拿我们Web service的代办类来举例,它为我们转移了以下3个办法:

  1. string DownloadContent(string url): 同步方法
  2. IAsyncResult BeginDownloadContent(string url, AsyncCallback
    callback, object asyncState): 异步最先方法
  3. EndDownloadContent(IAsyncResult asyncResult):异步截至方法

  在我们调用EndDownloadContent方法的时候,假如大家的web

service调用还一贯不再次回到,这这多少个时候就会用阻塞的办法去拿结果。可是在大家传到BeginDownloadContent中的callback被调用的时候,这操作必然是早就到位了,也就是说IAsyncResult.IsCompleted

true。而在APM异步编程格局中Begin方法总是回到IAsyncResult这些接口的实现。IAsyncReuslt仅仅包含以下4个属性:

图片 6

  WaitHanlde平常作为合办对象的基类,并且可以运用它来阻塞线程,更多音讯方可参照MSDN.aspx) 。
借助于IAsyncResult的声援,我们就可以经过以下二种办法去拿到当前所执行操作的结果。

  1. 轮询
  2. 强制等待
  3. 成功文告

  完成公告就是们在”WinForm异步调用Web瑟维斯(Service)”这结中用到的模式,调完Begin方法之后,主线程固然完成任务了。大家也不用监督该操作的实践意况,当该操作实施完之后,大家在Begin方法中传进去的callback就会被调用了,大家得以在充足情势中调用End方法去赢得结果。下边我们再简单说一上边前二种方法。

//轮询获取结果代码

var pageContentService = new localhost.PageContent();
IAsyncResult asyncResult = pageContentService.BeginDownloadContent(
    "http://jesse2013.cnblogs.com",
    null,
    pageContentService);

while (!asyncResult.IsCompleted)
{
    Thread.Sleep(100);
}
var content = pageContentService.EndDownloadContent(asyncResult);

 // 强制等待结果代码

var pageContentService = new localhost.PageContent();
IAsyncResult asyncResult = pageContentService.BeginDownloadContent(
    "http://jesse2013.cnblogs.com",
    null,
    pageContentService);

// 也可以调用WaitOne()的无参版本,不限制强制等待时间
if (asyncResult.AsyncWaitHandle.WaitOne(2000))
{
    var content = pageContentService.EndDownloadContent(asyncResult);
}
else
{ 
    // 2s时间已经过了,但是还没有执行完   
}

EAP(Event-Based Asynchronous Pattern)

  EAP是在.NET2.0推出的另一种过渡的异步编程模型,也是在.NET3.5随后Microsoft辅助的一种做法,为啥吗?
若是大家建一个.NET4.0依然更高版本的WinForm项目,再去添加Web
Reference就会发觉变化的代办类中早就没有Begin和End方法了,记住在3.5的时候是相互共存的,你可以挑选随机一种来采用。不过到了.NET4.0后头,EAP成为了你唯一的抉择。(我并未品味过手动生成代理类,有趣味的同窗可以尝尝一下)让我们来看一下在.NET4下,我们是如何异步调用Web
Service(Service)的。

private void button1_Click(object sender, EventArgs e)
{
    var pageContent = new localhost.PageContent();
    pageContent.DownloadContentAsync("http://jesse2013.cnblogs.com");
    pageContent.DownloadContentCompleted += pageContent_DownloadContentCompleted;
}

private void pageContent_DownloadContentCompleted(object sender, localhost.DownloadContentCompletedEventArgs e)
{
    if (e.Error == null)
    {
        textBox1.Text = e.Result;
    }
    else
    { 
        // 出错了
    }
}

线程问题

  不亮堂我们仍旧否记得,在APM格局中,callback是实施在另一个线程中,不可以随易的去更新UI。然而假如您细心看一下方面的代码,我们的DownloadContentCompleted事件绑定的不二法门中从来就革新了UI,把重返的始末写到了一个文本框里面。通过一致的情势可以窥见,在EAP这种异步编程格局下,事件绑定的法子也是在调用的可怜线程中实践的。也就是说解决了异步编程的时候UI交互的题材,而且是在同一个线程中实行。
看看上边的代码:

private void button1_Click(object sender, EventArgs e)
{
    Trace.TraceInformation("Call DownloadContentAsync on thread: {0}", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
    Trace.TraceInformation("Is current from thread pool? : {0}", Thread.CurrentThread.IsThreadPoolThread ? "YES" : "NO");

    var pageContent = new localhost.PageContent();
    pageContent.DownloadContentAsync("http://jesse2013.cnblogs.com");
    pageContent.DownloadContentCompleted += pageContent_DownloadContentCompleted;
}

private void pageContent_DownloadContentCompleted(object sender, localhost.DownloadContentCompletedEventArgs e)
{
    Trace.TraceInformation("Completed DownloadContentAsync on thread: {0}", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
    Trace.TraceInformation("Is current from thread pool? : {0}", Thread.CurrentThread.IsThreadPoolThread ? "YES" : "NO");
}

  Desktop4.vshost.exe
Information: 0 : Call DownloadContentAsync on thread: 10

  Desktop4.vshost.exe
Information: 0 : Is current from thread pool? : NO

  Desktop4.vshost.exe
Information: 0 : Completed DownloadContentAsync on thread: 10

  Desktop4.vshost.exe
Information: 0 : Is current from thread pool? : NO

async/await 给WinFrom带来了怎么样

  假诺说async给ASP.NET带来的是处理能力的提升,那么在WinForm中给程序员带来的裨益则是最大的。大家再也不要因为要实现异步写回调或者绑定事件了,省事了,可读性也增长了。不信你看上面我们将调用我们至极web
service的代码在.NET4.5下促成一下:

private async void button2_Click(object sender, EventArgs e)
{
    var pageContent = new localhost.PageContentSoapClient();
    var content = await pageContent.DownloadContentAsync("http://jesse2013.cnblogs.com");

    textBox1.Text = content.Body.DownloadContentResult;
}

  简单的三行代码,像写同步代码一样写异步代码,我想可能那就是async/await的魔力吧。在await之后,UI线程就可以重临响应UI了,在上头的代码中大家是未曾新线程发生的,和EAP一样得到结果直接就可以对UI操作了。

  async/await似乎的确很好,可是如若我们await前边的代码执行在其它一个线程中会暴发什么样事情啊?

private async void button1_Click(object sender, EventArgs e)
{
    label1.Text = "Calculating Sqrt of 5000000";
    button1.Enabled = false;
    progressBar1.Visible = true;

    double sqrt = await Task<double>.Run(() =>
    {
        double result = 0;
        for (int i = 0; i < 50000000; i++)
        {
            result += Math.Sqrt(i);

            progressBar1.Maximum = 50000000;
            progressBar1.Value = i;
        }
        return result;
    });

    progressBar1.Visible = false;
    button1.Enabled = true;
    label1.Text = "The sqrt of 50000000 is " + sqrt;
}

  我们在界面中放了一个ProgressBar,同时开一个线程去把从1到5000000的平方全体加起来,看起来是一个万分耗时的操作,于是我们用Task.Run开了一个新的线程去履行。(注:要是是纯运算的操作,多线程操作对性能没有多大扶持,我们这里关键是想给UI一个进度显示当前举行到哪一步了。)看起来没有怎么问题,我们按F5运行吧!
  Bomb~

图片 7

  当执行到此处的时候,程序就崩溃了,告诉大家”无效操作,只好从创立porgressBar的线程访问它。“
 这也是我们一先导波及的,在WinForm先后中,唯有UI主线程才能对UI举办操作,其余的线程是没有权力的。接下来大家就来看望,假如在WinForm中贯彻非UI线程对UI控制的改进操作。 

不等线程之间通讯的问题

万能的Invoke

  WinForm中多数的控件包括窗体在内都落实了Invoke.aspx)方法,可以流传一个Delegate,这些Delegate将会被有着十分控制的线程所调用,从而防止了跨线程访问的问题。

Trace.TraceInformation("UI Thread : {0}", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
double sqrt = await Task<double>.Run(() =>
{
    Trace.TraceInformation("Run calculation on thread: {0}", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
    double result = 0;
    for (int i = 0; i < 50000000; i++)
    {
        result += Math.Sqrt(i);
        progressBar1.Invoke(new Action(() => {
            Trace.TraceInformation("Update UI on thread: {0}", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
            progressBar1.Maximum = 50000000;
            progressBar1.Value = i;
        }));
    }
    return result;
});

  Desktop.vshost.exe Information: 0 : UI
Thread : 9
  Desktop.vshost.exe Information: 0 : Run calculation on
thread: 10
  Desktop.vshost.exe
Information: 0 : Update UI on thread: 9

  Invoke方法相比较简单,我们就不做过多的钻研了,但是我们要考虑到某些,Invoke是WinForm实现的UI跨线程互换情势,WPF用的却是Dispatcher,假设是在ASP.NET下跨线程之间的协同又如何做呢。为了配合各类技术平台下,跨线程同步的题材,Microsoft在.NET2.0的时候就引入了大家下边的这么些目的。

SynchronizationContext上下文同步对象

干什么需要SynchronizationContext

  就像大家在WinForm中遇见的题材同样,有时候大家需要在一个线程中传送一些数码或者做一些操作到另一个线程。可是在大部分状态下这是不允许的,出于安全因素的设想,每一个线程都有它独立的内存空间和上下文。由此在.NET2.0,微软生产了SynchronizationContext。

  它最首要的效用之一是为我们提供了一种将一些行事职责(Delegate)以队列的办法存储在一个上下文对象中,然后把那么些上下文对象关联到现实的线程上,当然有时六个线程也足以提到到同一个SynchronizationContext对象。获取当前线程的一块儿上下文对象可以应用SynchronizationContext.Current。同时它还为大家提供以下五个办法Post和Send,分别是以异步和一道的艺术将我们地点说的办事任务放到我们SynchronizationContext的队列中。

SynchronizationContext示例

  仍旧拿我们地方Invoke中用到的例证举例,只是这一次大家不直接调用控件的Invoke方法去改进它,而是写了一个Report的法门专门去更新UI。

double sqrt = await Task<double>.Run(() =>
{
    Trace.TraceInformation("Current thread id is:{0}", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);

    double result = 0;
    for (int i = 0; i < 50000000; i++)
    {
        result += Math.Sqrt(i);
        Report(new Tuple<int, int>(50000000, i));
    }
    return result;
});

  每五遍操作完事后我们调用一下Report方法,把我们一共要算的数字,以及当前正在测算的数字传给它就可以了。接下来就看咱们的Report方法了。

private SynchronizationContext m_SynchronizationContext;
private DateTime m_PreviousTime = DateTime.Now;

public Form1()
{
    InitializeComponent();
    // 在全局保存当前UI线程的SynchronizationContext对象
    m_SynchronizationContext = SynchronizationContext.Current;
}

public void Report(Tuple<int, int> value)
{
    DateTime now = DateTime.Now;
    if ((now - m_PreviousTime).Milliseconds > 100)
    {
        m_SynchronizationContext.Post((obj) =>
        {
            Tuple<int, int> minMax = (Tuple<int, int>)obj;
            progressBar1.Maximum = minMax.Item1;
            progressBar1.Value = minMax.Item2;
        }, value);

        m_PreviousTime = now;
    }
}

  整个操作看起来要比Inovke复杂一点,与Invoke不同的是SynchronizationContext不需要对Control的引用,而Invoke必须先得有这多少个控件才能调用它的Invoke方法对它进行操作。

小结

  这篇博客内容有点长,不知情有些许人得以观看此间:)。最开端我只是想写写WinFrom下异步调用Web
Service(Service)的有些东西,在一上马这篇文书的题目是”异步编程在WinForm下的施行“,可是写着写着发现越来越多的迷团没有解开,其实都是部分老的技能以前不曾接触和左右好,所以所幸就三回性把他们都重新学习了五次,与大家享受。

  我们再来回顾一下篇章所提到到的局部重大的概念:

  1. async/await
    在ASP.NET做的最大贡献(早期ASP.NET的异步开发形式同样也有这样的贡献),是在访问数据库的时候、访问远程IO的时候即刻放出了当前的处理性程,可以让这么些线程回到线程池中,从而实现能够去处理其他请求的效用。
  2. 异步的ASP.NET开发可以在处理能力上带来多大的增长,取决于大家的先后有些许时间是被卡住的,也就是这些访问数据库和长距离Service的时间。
  3. 除外将代码改成异步,我们还需要在IIS上做一些相对的配备来实现最优化。
  4. 无论是是ASP.NET、WinForm仍旧Mobile、依旧平板,在大型系统中都只是一个与用户交互的端而已,所以随便你现在是做所谓的前端(JavaScript +
    CSS等),依旧所谓的后端(ASP.NET MVC、WCF、Web API 等
    ),又或者是相比较新颖的移动端(IOS也好,Andrioid也罢,哪怕是不争气的WP),都只是漫天大型系统中的零星一角而已。当然我并不是降级这多少个端的价值,正是因为大家注意于不同,努力提升每一个端的用户体验,才能让那几个大型系统有有名的空子。我想说的是,在您对现行技能拿到一定的成功之后,不要截止学习,因为整个软件架构体系中还有众多众多可观的事物值得大家去发现。
  5. APM和EAP是在async/await此前的二种不同的异步编程模式。
  6. APM假如不打断主线程,那么成功通告(回调)就会实施在另外一个线程中,从而给我们更新UI带来一定的题材。
  7. EAP的通告事件是在主线程中实施的,不会存在UI交互的题目。
  8. 最后,我们还学习了在Winform下不同线程之间互相的题目,以及SynchronizationContext。
  9. APM是.NET下最早的异步编程方法,从.NET1.0以来就有了。在.NET2.0的时候,微软察觉到了APM的回调函数中与UI交互的题目,于是带来了新的EAP。APM与EAP一向并存到.NET3.5,在.NET4.0的时候微软带动了TPL,也就是大家所熟知的Task编程,而.NET4.5就是大家大家掌握的async/await了,可以看到.NET一向在不停的提升,加上多年来持续的和开源社区的协作,跨平台等风味的引入,大家有理由相信.NET会越走越好。

  最终,那篇著作从找资料学习到写出来,差不多花了我五个周未的时间,希望可以给需要的人仍然感兴趣想要不断学习的人或多或少帮扶(不管是往前读书,依旧将来学习)最后还要感谢@田园里面的蟋蟀,在读书的时候给自家找了有些错别字!

引用 & 扩展阅读

http://blogs.msdn.com/b/tmarq/archive/2010/04/14/performing-asynchronous-work-or-tasks-in-asp-net-applications.aspx
http://blog.stevensanderson.com/2008/04/05/improve-scalability-in-aspnet-mvc-using-asynchronous-requests
http://blogs.msdn.com/b/tmarq/archive/2007/07/21/asp-net-thread-usage-on-iis-7-0-and-6-0.aspx 
http://blogs.msdn.com/b/tmarq/archive/2010/04/14/performing-asynchronous-work-or-tasks-in-asp-net-applications.aspx
http://mohamadhalabi.com/2014/05/08/thread-throttling-in-iis-hosted-wcf-sync-vs-async/
Pro Asynchronous Programs with .NET by Richard Blewett and Andrew Clymer

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