C#异步编程由浅入深(三)之详解Awaiter

2024-04-02 19:04:59 811人浏览独家记忆

摘要

上一篇末尾提到了Awaiter这个类型，上一篇说了，能await的对象，必须包含GetAwaiter()方法，不清楚的朋友可以看上篇文章。那么，Awaiter

上一篇末尾提到了Awaiter这个类型，上一篇说了，能await的对象，必须包含GetAwaiter()方法，不清楚的朋友可以看上篇文章。那么，Awaiter到底有什么特别之处呢？
首先，从上篇文章我们知道，一个Awaiter必须实现INotifyCompletion接口，这个接口定义如下：

namespace System.Runtime.CompilerServices
{
    /// <summary>
    /// Represents an operation that will schedule continuations when the operation completes.
    /// </summary>
    public interface INotifyCompletion
    {
        /// <summary>Schedules the continuation action to be invoked when the instance completes.</summary>
        /// <param name="continuation">The action to invoke when the operation completes.</param>
        /// <exception cref="System.ArgumentNullException">The <paramref name="continuation"/> argument is null (Nothing in Visual Basic).</exception>
        void OnCompleted(Action continuation);
    }
}

除此之外还必须包含IsCompleted属性和包含GetResult()方法。
注意OnCompleted的参数是一个Action委托，并且不出意外的话，委托里面总会有一个地方调用一个MoveNext()方法，它推动状态机到达下一个状态，然后执行下一个状态需要执行的代码。
那么，知道这个有什么用呢？第一，它是你充分了解async/await这套机制的基础，包括与之相关的同步上下文、执行上下文、死锁问题等，第二，它可以实现一些特殊的功能。
从上一篇我们知道，OnCompleted中的contination的主要目的是推动状态机的执行，也就是推动异步方法中await后面部分的代码执行。从这里看出，continuation的执行是受我们控制的，因此我们可以直接执行它，或是等待某个条件成熟然后执行它，我们可以把它放到线程池执行，也可以单独起一个线程执行。譬如，我们可以让await后面部分的代码直接在线程池上执行。

public static async Task AwaiterTest()
{
    Console.WriteLine($"是否是线程池线程？{Thread.CurrentThread.IsThreadPoolThread}");
    await default (SkipToThreadPoolAwaiter);
    Console.WriteLine($"是否是线程池线程？{Thread.CurrentThread.IsThreadPoolThread}");
}

static void Main(string[] args)
{
    _ = AwaiterTest();
    Console.ReadLine();
}

public struct SkipToThreadPoolAwaiter : INotifyCompletion
{
    public bool IsCompleted => false;
    public void GetResult() 
    {
        Console.WriteLine("调用GetResult以获取结果");
    }
    public void OnCompleted(Action continuation)
    {
        Console.WriteLine("调用OnCompleted，把Await后面部分要执行的代码传递过来（传递MoveNext，以推动状态机流转）");
        ThreadPool.QueueUserWorkItem(state =>
        {
            Console.WriteLine("开始执行Await后面部分的代码");
            continuation();
            Console.WriteLine("后面部分的代码执行完毕");
        });
        Console.WriteLine("返回调用线程");
    }

    public SkipToThreadPoolAwaiter GetAwaiter()
    {
        Console.WriteLine("获得Awaiter");
        return this;
    }
}

这是一个控制台程序，输出结果如下。

是否是线程池线程？False
获得Awaiter
调用OnCompleted，把Await后面部分要执行的代码传递过来（传递MoveNext，以推动状态机流转）
返回调用线程
开始执行Await后面部分的代码
调用GetResult以获取结果
是否是线程池线程？True
后面部分的代码执行完毕

特别注意一下，第五步说明可能有点疑惑，怎么第六步不是打印是否是线程池线程？原因是部分awaiter是有返回值的，在执行await后面部分的代码时，会首先调用GetResult()以获取结果。这对编译器改造异步方法来说是一个固定的模式（上篇文章没有体现这一步）。
把Awaiter改成有返回值尝试。

public static async Task AwaiterTest()
{
    Console.WriteLine($"是否是线程池线程？{Thread.CurrentThread.IsThreadPoolThread}");
    var res = await default (SkipToThreadPoolAwaiter);
    Console.WriteLine($"结果是{res}");
}

static void Main(string[] args)
    _ = AwaiterTest();
    Console.ReadLine();
public struct SkipToThreadPoolAwaiter : INotifyCompletion
    public bool IsCompleted => false;
    public int GetResult() 
    {
        Console.WriteLine("调用GetResult以获取结果");
        return 1;
    }
    public void OnCompleted(Action continuation)
        Console.WriteLine("调用OnCompleted，把Await后面部分要执行的代码传递过来（传递MoveNext，以推动状态机流转）");
        ThreadPool.QueueUserWorkItem(state =>
        {
            Console.WriteLine("开始执行Await后面部分的代码");
            continuation();
            Console.WriteLine("后面部分的代码执行完毕");
        });
        Console.WriteLine("返回调用线程");
    public SkipToThreadPoolAwaiter GetAwaiter()
        Console.WriteLine("获得Awaiter");
        return this;

输出如下

是否是线程池线程？False
获得Awaiter
调用OnCompleted，把Await后面部分要执行的代码传递过来（传递MoveNext，以推动状态机流转）
返回调用线程
开始执行Await后面部分的代码
调用GetResult以获取结果
结果是1
是否是线程池线程？True
后面部分的代码执行完毕

对照前面的文章来看，相信你应该有所得，能解决你部分的疑惑。前面说到，我们可以控制continuation的执行，那如果当前线程有同步上下文（SychronizationContext），我们是不是可以放到同步上下文中执行？TaskAwaiter是会这么做的，如果你不想它使用同步上下文，你可以在Task实例上调用ConfigureAwait(false)，它表面后面部分的代码将不会使用同步上下文执行。
另外说一下Task.Yield()这个Awaiter，他的行为是捕捉同步上下文，如果有，则会放到同步上下文中执行，如果没有，则会放到线程池中执行。在窗体程序中，有时候你打开一个模态对话框，会导致主窗体部分的动画没有反应，在模态对话框关闭之后，才会反应。原因是模态对话框阻塞了主窗体的消息循环，也就是阻塞了主线程，如果想让动画先完成，然后再打开模态对话框，则可以在打开模态对话框之前，Await Task.Yield()，这也对应了它的意思，让渡之意。
后面文章还会说明同步上下文具体是什么、异步代码中使用同步代码会导致死锁的本质原因、如何实现类似Task的类，并且怎么与Async/await这套机制搭配使用等知识。
觉得有收获的不妨点个赞，有支持才有动力写出更好的文章。

到此这篇关于C#异步编程由浅入深（三）细说Awaiter的文章就介绍到这了,更多相关C#异步编程Awaiter内容请搜索编程网以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持编程网！

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本文标题: C#异步编程由浅入深(三)之详解Awaiter

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