前言
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什么是async/await?
await和async是.NET Framework4.5框架、C#5.0語法里面出現(xiàn)的技術(shù),目的是用于簡化異步編程模型。
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async和await的關(guān)系?
async和await是成對出現(xiàn)的。
async出現(xiàn)在方法的聲明里,用于批注一個(gè)異步方法。光有async是沒有意義的。
await出現(xiàn)在方法內(nèi)部,Task前面。只能在使用async關(guān)鍵字批注的方法中使用await關(guān)鍵字。
private async Task DoSomething() { await
Task.Delay(TimeSpan.FromSeconds(10)); }
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async/await會創(chuàng)建新的線程嗎?
不會。async/await關(guān)鍵字本身是不會創(chuàng)建新的線程的,但是被await的方法內(nèi)部一般會創(chuàng)建新的線程。
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asp.net mvc/webapi action中使用async/await會提高請求的響應(yīng)速度嗎?
不會。
正題
我們都知道web應(yīng)用不同于winform、wpf等客戶端應(yīng)用,客戶端應(yīng)用為了保證UI渲染的一致性往往都是采用單線程模式,這個(gè)UI線程稱為主線程,如果在主線程做耗時(shí)操作就會導(dǎo)致程序界面假死,所以客戶端開發(fā)中使用多線程異步編程非常必要。
可web應(yīng)用本身就是多線程模式,服務(wù)器會為每個(gè)請求分配工作線程。
既然async/await不能創(chuàng)建新線程,又不能使提高請求的響應(yīng)速度,那.NET Web應(yīng)用中為什么要使用async/await異步編程呢?
在 web 服務(wù)器上,.NET Framework 維護(hù)用于處理 ASP.NET 請求的線程池。 當(dāng)請求到達(dá)時(shí),將調(diào)度池中的線程以處理該請求。
如果以同步方式處理請求,則處理請求的線程將在處理請求時(shí)處于繁忙狀態(tài),并且該線程無法處理其他請求。
在啟動時(shí)看到大量并發(fā)請求的 web 應(yīng)用中,或具有突發(fā)負(fù)載(其中并發(fā)增長突然增加)時(shí),使 web 服務(wù)調(diào)用異步會提高應(yīng)用程序的響應(yīng)能力。
異步請求與同步請求所需的處理時(shí)間相同。 如果請求發(fā)出需要兩秒鐘時(shí)間才能完成的 web 服務(wù)調(diào)用,則該請求將需要兩秒鐘,無論是同步執(zhí)行還是異步執(zhí)行。
但是,在異步調(diào)用期間,線程在等待第一個(gè)請求完成時(shí)不會被阻止響應(yīng)其他請求。 因此,當(dāng)有多個(gè)并發(fā)請求調(diào)用長時(shí)間運(yùn)行的操作時(shí),異步請求會阻止請求隊(duì)列和線程池的增長。
下面用代碼來實(shí)際測試一下:
* 先是同步的方式,代碼很簡單,就是輸出一下請求開始和結(jié)束的時(shí)間和線程ID: public ActionResult Index() {
DateTime startTime = DateTime.Now;//進(jìn)入DoSomething方法前的時(shí)間 var startThreadId =
Thread.CurrentThread.ManagedThreadId;//進(jìn)入DoSomething方法前的線程ID
DoSomething();//耗時(shí)操作 DateTime endTime = DateTime.Now;//完成DoSomething方法的時(shí)間 var
endThreadId = Thread.CurrentThread.ManagedThreadId;//完成DoSomething方法后的線程ID
return Content($"startTime:{ startTime.ToString("yyyy-MM-dd HH:mm:ss:fff") }
startThreadId:{ startThreadId }<br/>endTime:{ endTime.ToString("yyyy-MM-dd
HH:mm:ss:fff") } endThreadId:{ endThreadId }<br/><br/>"); } /// <summary> ///
耗時(shí)操作 /// </summary> /// <returns></returns> private void DoSomething() {
Thread.Sleep(10000); }
使用瀏覽器開3個(gè)標(biāo)簽頁進(jìn)行測試(因?yàn)闉g覽器對同一域名下的連接數(shù)有限制,一般是6個(gè)左右,所以就弄3個(gè)吧):
可以看到耗時(shí)都是10秒,開始和結(jié)束的線程ID一致。
* 下面改造成異步的: public async Task<ActionResult> Index() { DateTime startTime =
DateTime.Now;//進(jìn)入DoSomething方法前的時(shí)間 var startThreadId =
Thread.CurrentThread.ManagedThreadId;//進(jìn)入DoSomething方法前的線程ID await
DoSomething();//耗時(shí)操作 DateTime endTime = DateTime.Now;//完成DoSomething方法的時(shí)間 var
endThreadId = Thread.CurrentThread.ManagedThreadId;//完成DoSomething方法后的線程ID
return Content($"startTime:{ startTime.ToString("yyyy-MM-dd HH:mm:ss:fff") }
startThreadId:{ startThreadId }<br/>endTime:{ endTime.ToString("yyyy-MM-dd
HH:mm:ss:fff") } endThreadId:{ endThreadId }<br/><br/>"); } /// <summary> ///
耗時(shí)操作 /// </summary> /// <returns></returns> private async Task DoSomething() {
await Task.Run(() => Thread.Sleep(10000)); }
結(jié)果:
可以看到3次請求中,雖然耗時(shí)都是10秒,但是出現(xiàn)了開始和結(jié)束的線程ID不一致的情況,ID為22的這個(gè)線程工作了多次,這意味著
使用異步方式在同一時(shí)間可以處理更多的請求!
IIS默認(rèn)隊(duì)列長度:
await關(guān)鍵字不會阻塞線程直到任務(wù)完成。 它將方法的其余部分注冊為任務(wù)的回調(diào),并立即返回。
當(dāng)await的任務(wù)最終完成時(shí),它將調(diào)用該回調(diào),并因此在其中斷時(shí)繼續(xù)執(zhí)行方法。
簡單來說:就是使用同步方法時(shí),線程會被耗時(shí)操作一直占有,直到耗時(shí)操作完成。而使用異步方法,程序走到await關(guān)鍵字時(shí)會立即return,釋放線程,余下的代碼會放進(jìn)一個(gè)回調(diào)中(Task.GetAwaiter()的UnsafeOnCompleted(Action)回調(diào)),耗時(shí)操作完成時(shí)才會回調(diào)執(zhí)行,所以async/await是語法糖,其本質(zhì)是一個(gè)狀態(tài)機(jī)。
那是不是所有的action都要用async/await呢?
不是。一般的磁盤IO或者網(wǎng)絡(luò)請求等耗時(shí)操作才考慮使用異步,不要為了異步而異步,異步也是需要消耗性能的,使用不合理會適得其反。
結(jié)論
async/await異步編程不能提升響應(yīng)速度,但是可以提升響應(yīng)能力(吞吐量)。異步和同步各有優(yōu)劣,要合理選擇,不要為了異步而異步。
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