盡量不要編寫返回值類型為void的異步方法

在通常情況下，建議大家不要編寫那種返回值類型為void的異步方法，因為這樣做會破壞該方法的啟動者與方法本身之間的約定，這套約定本來可以確保主調(diào)方能夠捕獲到異步方法所發(fā)生的異常。

正常的異步方法是通過它返回的Task對象來匯報異常的。如果執(zhí)行過程中發(fā)生了異常，那么Task對象就進入了faulted（故障）狀態(tài)。主調(diào)方在對異步方法所返回的Task對象做await操作時，該對象若已處在faulted狀態(tài)，系統(tǒng)則會將執(zhí)行異步方法的過程中所發(fā)生的異常拋出，反之，若Task尚未執(zhí)行到拋出異常的那個地方，則主調(diào)方的執(zhí)行進度會暫停在await語句這里，等系統(tǒng)稍后安排某個線程繼續(xù)執(zhí)行該語句下方的那些代碼時，異常才會拋出。

總結(jié)一句話就是：void的異步方法發(fā)生異常時，開發(fā)者得不到任何通知，程序既不會觸發(fā)普通的異常處理程序，也不會把這些異常記錄下來?？傊@會讓相關(guān)的線程默默的終止掉。

不要把同步方法與異步方法組合起來使用

用async關(guān)鍵字來修飾的方法意味著該方法有可能會在執(zhí)行完所有工作之前就把控制權(quán)返回給主調(diào)方，而且，它返回給主調(diào)方的是個代表工作進度的Task對象。主調(diào)方可以查詢此對象的狀態(tài)，以了解該工作是否已經(jīng)完成、尚未完成還是在執(zhí)行過程中發(fā)生了故障。此外，這種方法還在暗示主調(diào)方：本方法所執(zhí)行的工作可能要花費很長時間，因此建議你先去做其他一些事情，稍后再來向我索要結(jié)果。

與此相反，如果把某個方法設(shè)計成同步方法，那么意味著當(dāng)該方法執(zhí)行完畢時，它的后置條件必定能夠得到滿足。無論這個方法要花多長時間去完成工作，它都會采用與主調(diào)方相同的資源來完成，主調(diào)方必須等這個方法徹底執(zhí)行完畢才能向下執(zhí)行。

這兩種方法單獨寫起來都很清晰，但是如果把他們組合在一起就會讓方法變得十分難用，而且有可能導(dǎo)致各種bug，如死鎖。因此，這里提出兩條重要的原則。第一，不要讓同步方法必須等待異步方法執(zhí)行完畢才能往下執(zhí)行（盡量不用Wait()以及.result這些阻塞式的方法）。第二，不要讓異步方法把雖然耗時很長、計算量很大但是完全可以由自己執(zhí)行的工作轉(zhuǎn)交給另一個異步任務(wù)去做。'

當(dāng)然對于第二點，這并不是說計算量較大的任務(wù)絕對不能放在單獨的線程中執(zhí)行，而是說不應(yīng)該把只用一個線程就能迅速做好的任務(wù)刻意的拆解成許多個較小的部分，并把他們分別放在多個新的線程上執(zhí)行，而是應(yīng)該把整個任務(wù)都交給某個線程來執(zhí)行才對。

使用異步方法時應(yīng)盡量避免線程分配

異步任務(wù)看上去好像很神奇，因為這種任務(wù)刻意轉(zhuǎn)移到另一個地方去做，使得開啟這項任務(wù)的異步方法可以在該任務(wù)完成之后，從早前暫停的地方繼續(xù)往下推進。不過，要想發(fā)揮異步任務(wù)的功效，就必須保證把這項任務(wù)交出去確實能夠少占用一些資源，而不是僅僅會在相似的資源之間進行上下文切換。

如：對于一個控制臺程序，如果只是執(zhí)行一項計算量較大且耗時較長的任務(wù)（或者說，運行時間較長的CPU密集型的任務(wù)），那么把該任務(wù)單獨放在另一個線程中并沒有多大好處。因為這樣做只能讓工作線程始終處于繁忙狀態(tài)，而主線程則必須一直卡在那里等待工作線程把任務(wù)做完。在這種情況下，實際上是用兩個線程來完成原本只需要一個線程就能做好的工作，造成了資源的浪費。

避免不必要的上下文切換

目前C#代碼中使用async以及await實現(xiàn)的異步方法默認是把await之后的代碼放在早前捕獲的那個上下文中執(zhí)行的，這是因為這樣做比較穩(wěn)妥，它最多只會引發(fā)幾次無謂的上下文切換，而不會使程序出現(xiàn)重大的錯誤，與之相反，如果系統(tǒng)不把山下文切換回去，那么萬一遇到的是只能在特定的上下文中才能執(zhí)行的代碼，那么程序就有可能崩潰。因此，無論有沒有必要切換上下文，系統(tǒng)都會切換至早前捕獲到的那個上下文，并把await之后的語句放在那個上下文執(zhí)行。

如果不想讓系統(tǒng)做出這樣的安排，那么可以調(diào)用ConfigureAwait()方法。這表示接下來的那些代碼無須放在早前捕獲的上下文中執(zhí)行。例如在很多程序集中，await語句之后的那些代碼一般都與上下文無關(guān)，因此與，可以調(diào)用Task對象的ConfigureAwait()方法告訴系統(tǒng)，在執(zhí)行完這項任務(wù)之后，不必專門把await下面的代碼放在早前捕獲的上下文中運行。如下所示：

public static async Task<XElement> ReadPacket(string url)
{
	var result=await DownloadAsync(url)
				.ConfigureAwait(false);
	return XElement.Parse(result);			
}

C#語言默認讓程序把await下面的語句都放在早前捕獲的上下文中執(zhí)行，這樣做雖然較為安全，但是會降低程序的效率。因此為了讓用戶能夠更加順暢的使用程序，我們應(yīng)該調(diào)整代碼的結(jié)構(gòu)，把必須運行在特定上下文的代碼剝離出來，并盡量考慮在await語句那里調(diào)用ConfigureAwait(false)，使得程序可以把語句下面的代碼放在默認上下文中運行，而不是切換回早前的上下文。

通過Task對象來進行異步開發(fā)

Task（任務(wù)）是一種抽象機制，可以用來表示某項工作，于是，就能夠把該工作轉(zhuǎn)交給其他資源去完成。Task類型以及與之相關(guān)的類與結(jié)構(gòu)體提供了豐富的API，讓開發(fā)者可以操控Task對象以及由該對象所表示的工作。此外，Task對象自身也具備一些方法與屬性，可以用來操作本對象所表示的任務(wù)。這些Task對象可以合起來構(gòu)成一項比較大的任務(wù)，他們之間既能夠按照順序執(zhí)行，也能夠平行的執(zhí)行。

可以通過await語句來確保某些任務(wù)之間能夠按照一定的順序執(zhí)行，也就是說，只有當(dāng)該語句所要等待的那項工作完畢之后，語句下方的代碼才能夠執(zhí)行。

總之，由于C#提供了一套豐富的API，因此可以寫出相當(dāng)優(yōu)雅的算法來處理Task對象，并對這些對象所表示的任務(wù)進行安排。對任務(wù)的用法理解的越透徹，寫出來的異步代碼越清晰。

這里簡單說明兩個常用的API:

WhenAll：會根據(jù)現(xiàn)有的一批任務(wù)創(chuàng)建出一項新的任務(wù)，只有當(dāng)那批任務(wù)全部執(zhí)行完畢時，這項新人物才能夠完成。對Task.WhenAll所返回的新任務(wù)進行await操作會獲得一份列表，早前的那些任務(wù)的執(zhí)行結(jié)果就位于該列表中。

WhenAny：為了盡早的獲得某個結(jié)果，可能啟動多項任務(wù)，使得他們分別從不同的途徑去獲取該結(jié)果。只要其中有一項任務(wù)完成，你的目標(biāo)就達成了，針對這項需求，可以考慮使用Task.WhenAny方法，并把自己所創(chuàng)建的那批任務(wù)傳進去。對WhenAny方法所返回的Task對象進行await操作可以獲取到一項任務(wù)，它指的就是這批任務(wù)中最先執(zhí)行完畢的那項任務(wù)。

考慮實現(xiàn)任務(wù)的取消協(xié)議

異步任務(wù)的編程模型（也叫基于任務(wù)的異步編程模型）提供了標(biāo)準的API，用來取消任務(wù)或者廣播任務(wù)的執(zhí)行進度。雖然這些API是可選的，但如果某項任務(wù)確實能夠匯報其進度，或者能夠予以取消，那就可以考慮用合適的辦法來實現(xiàn)這些API。

針對需要取消的任務(wù)，我們可以通過CanclelationTokenSource對象來進行取消操作。這種對象是一種起到中介作用的對象。該對象處在有可能發(fā)出取消請求的客戶代碼與支持取消功能的那項操作之間。

如果正在執(zhí)行的任務(wù)發(fā)現(xiàn)客戶端想要取消該操作，那么它就會通過ThrowIfCanclellationRequested()方法拋出TaskCanclledException異常，庸醫(yī)表示整個工作流程沒有能夠完全得到執(zhí)行。

此外，返回值類型為void類型的異步方法不應(yīng)該支持取消功能。

緩存泛型異步方法的返回值

可能你在進行異步編程的時候?qū)Ξ惒椒椒ㄔO(shè)置的返回類型都是Task或者Task<T>，然而有些時候把返回值類型設(shè)為Task可能會影響性能。如果某個循環(huán)或某段代碼需要頻繁的運行，那么系統(tǒng)就有可能分配很多個Task對象，從而占用相當(dāng)多的資源。好在C#提供了一種新的類型，叫做ValueTask<T>對象，他用起來比普通的Task更為高效。該類型是值類型，因此創(chuàng)建這種類型的對象時，不需要再分配額外的空間。這個好處使得我們可以多創(chuàng)建一些這樣的對象，而不用擔(dān)心它會像Task對象那樣占據(jù)過多的資源。如果你的異步方法可以根據(jù)早前緩存起來的結(jié)果直接返回相應(yīng)的值，那么尤其應(yīng)該考慮把返回值類型設(shè)置為ValueTask<T>。

其次，ValueTask提供了一個能夠接受Task參數(shù)的構(gòu)造函數(shù)，這個構(gòu)造函數(shù)會在其內(nèi)部等候該Task的執(zhí)行結(jié)果。

總結(jié)

今天分享的內(nèi)容比較多，而且很多都比較難理解，不過確實是寫出高性能異步方法所必須要掌握的技巧。由于時間較短，因此也沒來得及通過代碼進行講述，所以需要有一定的基礎(chǔ)才能看懂，不過還是希望對您有所幫助。

以上就是C#異步編程幾點需要注意的地方的詳細內(nèi)容，更多關(guān)于C#異步編程的資料請關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章！

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