前两天刚感受了下泛型接口的in和out，昨天就开始感受神奇的异步方法Async/await，当然顺路也看了眼多线程那几个。其实多线程异步相关的类单个用法和理解都不算困难，但是异步方法Async/await这东西和Task搅到了一起就有点花花肠子。要单说用法其实也好理解，也有不少文章写了。看过上一篇的同学知道，不弄清楚来龙去脉，这世界总感觉不够高清。异步方法究竟怎么个异步法，为什这样设计，有什么意义？昨天想到今天，感觉终于算是讲得通了，一点愚见记下来分享给大家。
先不着急直奔主题，看看多线程那一家子，再看他们和Async怎么搞基的。
最基本的线程调用工具
//线程 //线程初始化时执行方法可以带一个object参数，为了传入自定义参数，所以执行需单独调用用于传参。 Console.WriteLine("执行线程"); Thread th = new Thread((objParam) => { Console.WriteLine("线程启动，执行匿名方法，有无参数{0}", objParam != null); }); th.IsBackground = true; object objP = new object(); th.Start(objP); //线程池 //线程池初始化执行方法必须带一个object参数，接受到的值是系统默认NULL（不明），所以初始化完成自动调用 Console.WriteLine("执行线程池"); ThreadPool.QueueUserWorkItem((objparam) => { Console.WriteLine("线程池加入的匿名方法被执行。"); });
执行结果：
可以看到这Thread和ThreadPool执行不影响主进程执行。Thread和ThreadPool接受的都是委托类型，所以可以单独定义方法在初始化的时候传入，接受的委托都返回void，所以都不能在线程里有返回值。Thead是单开线程，ThreadPool是使用系统的线程池所以性能更好。参数相关注释里有写，其他特性我们不深究，我们知道这两的原理就是使用线程执行无返回值的方法的即可。
是用多个线程执行循环的工具
int result = 0; int lockResult = 0; object lb = new object(); //并行循环 //并行应该用于一次执行多个相同任务，或计算结果和循环的游标没有关系只和执行次数有关系的计算 Console.WriteLine("执行并行循环"); Parallel.For(0, 10, (i) => { result = result + 2; //lock只能lock引用类型，利用引用对象的地址唯一作为锁，实现lock中的代码一次只能一个线程访问 //lock让lock里的代码在并行时变为串行，尽量不要在parallel中用lock（lock内的操作耗时小，lock外操作耗时大时，并行还是起作用） lock(lb) { lockResult = lockResult + 2; Thread.Sleep(100); Console.WriteLine("i={0},lockResult={1}", i, lockResult); } Console.WriteLine("i={0},result={1}", i, result); });
说明一下，为了验证并行循环的执行过程，加入lock玩了一下。lock为什么只能lock引用对象是我推测的，如有偏差，概不负责。
执行结果：
Parallel用法很简单，就是Parallel.For(游标开始值, 游标结束, int参数的Action)，传入action的方法接受的int参数就是当前执行的游标。
跑题开始-------------------------------（手贱要在并行里写lock还要sleep刚好形成规律，以下是写博时发现的，没兴趣的同学可以跳过）
通过结果我们可以看出，首先执行顺序是随机的，可以猜到一次是把游标的取值分别当参数传给多个线程执行action即可。后面的结果也验证了这一点，lockResult不用说，不管多少线程到这都得排队执行，所以结果递增。再看result，上来就变成了10，可以推出遇到lock之前已经被加了5次，那么应该是一次4个线程喽（大家肯定觉得应该是5个，开始我也是这样觉得，往下看）。
再看result其实也不是没规律，可以看出从10到20也是递增，但到了20就不增加了（因缺思亭）。我们模拟下（按5个线程模拟不符合结果，我就直接按合理的情况推一遍）。
1 首先可以4个线程ABCD同时执行，都到了lock这停住，那这时result被加了4次是8。
2 然后一个线程A执行lock里的代码，其他的BCD等待（不是sleep仍然占用cpu），执行完输出lockResult=2（第一行）。
这时继续往下应该输出result=8对吧，为什么是result=10。注意lock里有一个Thread.Sleep(100)，这就是关键。在lock里sleep会怎样，当前线程A释放cpu 100ms，这时就可以再来一个线程E执行到lock这也停住了，result是不是就是10了。
3 这个线程A醒来优先级最高挤掉一个线程往下继续输出result=10（第二行）。这时刚才被挤掉的线程又恢复占用cpu状态，就是BCDE四个线程。
4 同理，BCDE四个等待线程的又有一个进入lock然后又sleep，又可以有一个线程来把result加2，这时循环这个过程，result也呈现出规律。
5 为什么result后面几次都是20，因为总共执行10次，首先四个线程执行了4次，然后一个新线程执行第5次后，第1次执行的线程才输出第5次执行后的结果，第2次输出第6次。。。第6次输出第10次（第6行就是result=20），后面四次已经执行过result加2，所以只输出结果20。
如果把Thread.Sleep(100)去掉result就不再有这么明显的规律。因为sleep让cpu可以释放与lock等待共同作用让线程执行形成一个先后顺序的队列。sleep放到lock外也不行，sleep会释放cpu，放到lock外，没有lock占用cpu，lock前就不一定执行了几次。
为什么一次是四个线程呢，很容易想到，我CPU四核的。。。就这么简单。。
跑题结束---------------------------------
通过以上分析，并行是个什么东西大家应该有所了解了，继续。
一个可以有返回值（需要等待）的多线程工具
//任务 Task.Run(() => { Thread.Sleep(200); Console.WriteLine("Task启动执行匿名方法"); }); Console.WriteLine("Task默认不阻塞"); //获取Task.Result会造成阻塞等待task执行 int r = Task.Run(() => { Console.WriteLine("Task启动执行匿名方法并返回值"); Thread.Sleep(1000); return 5; }).Result; Console.WriteLine("返回值是{0}", r);
执行结果：
用法如上，好像用的线程池。传入方法不能有参数，可以有返回值。要获得结果，要在Run()（返回Task<T>类型）之后调用Task<T>类型的Result属性获取。可以看出，获取结果时，Task是会阻塞当前进程的，等待线程执行完毕才继续。
Task好用，关键点就是有返回值，可以获取结果。
------------------------------------------------关于多线程就扯这么多，终于进入主题Async异步方法--------------------------------------------------------------
一些点：
1 异步方法需要Async关键字修饰
2 异步方法的返回类型只能是void或Task<T>
3 只有异步方法内使用了 await关键词描述的 有返回值的 线程Task才有效
4 await只能用在Async方法里的Task上，await会让当前方法等待Task执行完毕再执行
5 返回值类型是T时，方法返回类型就是Task<T>
既然异步方法一定要用Task才有效，就写了一个用了Task的普通方法和一个异步方法测试，如下：
//【意义】异步方法的意义就是保证一个进程使用多线程多次执行一个方法时，不会因为其中某一次执行阻塞调用进程 //【原理】利用方法内Task调用新线程，await使方法内等待Task结果时调用进程不被阻塞，多次调用相当于多个线程并行。 //【区别】普通方法只用Task，当方法内需要Task返回值时，等待Task结果就会阻塞调用进程。 //【应用】主要应用在没有返回值，操作耗时长(用Task)且需要Task返回结果的方法。（不需要Task返回值的话和普通方法调用Task性能一样，因为普通方法也没有阻塞进程的风险了） // （有返回值调用时await获取结果就重蹈阻塞进程的覆辙了） public async Task<int> MethodA(DateTime bgtime, int i) { int r = await Task.Run(() => { Console.WriteLine("异步方法{0}Task被执行", i); return i * 2; }); Thread.Sleep(100); Console.WriteLine("异步方法{0}执行完毕，结果{1}", i, r); if (i == 49) { Console.WriteLine("用时{0}", (DateTime.Now - bgtime).TotalMilliseconds); } return r; } //和异步方法调用对比测试 public int MethodC(DateTime bgtime, int i) { int r = Task.Run(() => { Console.WriteLine("普通多线程方法{0}Task被执行", i); return i * 2; }).Result; Thread.Sleep(100); Console.WriteLine("普通方法{0}执行完毕，结果{1}", i, r); if (i == 49) { Console.WriteLine("用时{0}", (DateTime.Now - bgtime).TotalMilliseconds); } return r; }
测试结果：
可以发现普通方法由于阻塞执行都是按顺序执行，多线程失去意义。异步方法则并行执行，重要的是计算结果一样。
重要的结论都写在注释里了。相信透过代码和结果大家或多或少能理解了吧，以及上面提到的几个点为什么这样设计透过结论也能推出一二。我就不一一就结论进行分析和验证了，相信我为了得到这些结论做的验证不会少。
还有一点，为什么返回值类型是T，方法返回类型需要是Task<T>，我的推测是这样的：要达到异步方法内等待线程结果不阻塞调用进程，这个方法本身就应该在线程中执行。所以不管返回值类型是什么，都被替换成类型Task<T>。这样被调用时相当于一个Task.Run()，也就可以实现异步方法await了（虽然这样就失去异步的意义但有原因）。比如自己在一个普通方法里写异步方法调用AsyncMethod()，系统会给你提示说不加await程序会继续执行，建议加await等待其结果，你要是加了后就报错了，说await只能用在async方法里，是不是有点蹊跷。只能用在async方法里的话，那就是说只有异步方法内才能await AsyncMethod()（等待异步方法调用的结果）。所以最终调用异步方法的肯定是一个普通方法，就不能await了，也就实现了异步方法并行，结果就是：异步方法内可以等待或者不等待另一个异步方法的调用，而最上层的异步方法是由普通方法调用不能等待所以并行，且最上层的异步方法的返回值没有意义。
最后一定要区别异步方法和普通多线程方法，他们的关键区别就是是否可以单独等待线程的执行结果。不要把异步方法当多线程方法用了。
觉得有帮助的同学可以推荐或者顶一下，这两天研究这个都要精尽人亡了，我睡了。
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