Introducing
Your new presentation assistant.
Refine, enhance, and tailor your content, source relevant images, and edit visuals quicker than ever before.
Trending searches
Асинхронное программирование на языке C#
40
Язык программирования C#.
Асинхронное программирование
Руслан Гибадуллин
Принципы асинхронности
Тема 1
Принципы асинхронности
Синхронная операция
выполняет свою работу перед возвратом управления вызывающему коду.
Синхронно
Примеры:
- List<T>.Add;
- Console.WriteLine;
- Thread.Sleep.
Асинхронная операция
выполняет (большую часть или всю) свою работу после возврата управления вызывающему коду.
Асинхронно
Примеры:
- Thread.Start;
- Task.Run;
- методы, которые присоединяют признаки продолжения к задачам.
Тема 2
Что собой представляет асинхронное программирование?
Что собой представляет асинхронное программирование?
Принцип асинхронного программирования состоит в том, что длительно выполняющиеся функции реализуются асинхронным образом. Он отличается от традиционного подхода синхронной реализации длительно выполняющихся функций с последующим их вызовом в новом потоке или в задаче для введения параллелизма по мере необходимости.
Параллельное выполнение
Параллельное выполнение с интенсивным вводом-выводом может быть реализовано без связывания потоков (как далее будет продемонстрировано с применением класса TaskCompletionSource), улучшая показатели масштабируемости и эффективности.
Класс TaskCompletionSource
Класс TaskCompletionSource
Данный класс открывает доступ к свойству Task, возвращающему объект задачи, для которой можно организовать ожидание и присоединить признак продолжения – как делается с любой другой задачей.
Пример 1
Пример 2
Обогащенные клиентские приложения в итоге содержат меньше кода в рабочих потоках, что упрощает достижение безопасности в отношении потоков. Это особенно актуально с ростом размера программы, поскольку для борьбы со сложностью мы обычно проводим рефакторинг крупных методов в методы меньших размеров, получая в результате цепочки методов, которые вызывают друг друга (графы вызовов).
Обогащенные клиентские
приложения
Асинхронное
программирование
и продолжение
Тема 3
В случае методов с интенсивными вычислениями для инициирования параллелизма, связанного с потоками, мы применяем метод Task.Run. Асинхронный метод создается просто за счет возвращения вызывающему компоненту объекта задачи.
Асинхронное программирование и продолжение
Продемонстрируем метод, который
вызывает GetPrimesCount:
Пример
Вывод
Вот как выглядит вывод:
Для реализации асинхронного подхода:
- напишем асинхронную версию метода GetPrimesCount;
- устраним цикл for и реализуем рекурсивный вызов в продолжении.
Модификация 1
Сделаем метод DisplayPrimesCount
асинхронным.
Модификация 2
К счастью, асинхронные функции C# делают всю работу подобного рода благодаря новым ключевым словам async и await:
Важность языковой поддержки
Ожидание
Тема 4
Ключевое слово await упрощает присоединение признаков продолжения. Рассмотрим базовый сценарий. Приведенные ниже строки:
var результат = await выражение;
оператор(ы);
компилятор развернет в следующий функциональный эквивалент:
var awaiter = выражение.GetAwaiter();
awaiter.OnCompleted(() =>
{
var результат = awaiter.GetResult();
оператор(ы);
);
Ожидание
Модификатор async может применяться только к методам (и лямбда-выражениям), которые возвращают void либо тип Task или Task<TResult>.
Применение
async и await
Логическое расширение показанного ранее асинхронного метода:
Логическое расширение
асинхонного метода
Реальная мощь выражений await заключается в том, что они могут находиться практически в любом месте кода. В следующем примере await располагается внутри цикла:
Захват локального
состояния
Ожидание в пользовательском интерфейсе
Тема 5
Продемонстрируем асинхронные функции в более практичном контексте, реализовав простой пользовательский интерфейс, который остается отзывчивым во время вызова метода с интенсивными вычислениями.
Ожидание в пользовательском интерфейсе
После щелчка на кнопке Go приложение перестает быть отзывчивым на время, необходимое для выполнения кода с интенсивными вычислениями.
Синхронное решение
Решение превращается в асинхронное за два шага:
1. переключение на асинхронную версию метода GetPrimesCount;
2. изменение метода Go для вызова метода GetPrimesCountAsync.
Асинхронное решение
Рассмотрим еще один пример, в котором вместо вычисления простых чисел загружается несколько веб-страниц с суммированием их длин.
Ещё один пример
Обработчики событий, присоединяемые к элементам пользовательского интерфейса, выполняются через такой цикл сообщений.
Что в точности происходит?
while (приложение не завершено)
{
Ожидать появления чего-нибудь в очереди сообщений
Что-то получено: к какому вид у сообщений оно относится?
Сообщение клавиатуры/мыши -> запустить обработчик событий
Пользовательское сообщение Beginlnvoke/Invoke -> выполнить делегат
}