避免在C#循環(huán)中使用await的方法小結(jié)
引言
在C#中，異步編程因其能夠提升應(yīng)用程序性能和響應(yīng)能力而變得越來越流行。async和await關(guān)鍵字使得編寫異步代碼變得更加容易，但如果使用不當(dāng)，它們也可能引入一些陷阱。一個(gè)常見的錯(cuò)誤是在循環(huán)中使用await，這可能導(dǎo)致性能瓶頸和意外行為。在本文中，我們將探討為什么應(yīng)該避免在C#循環(huán)中使用await，并討論一些更高效地處理異步操作的替代方法。
一 在循環(huán)中使用await的問題
1、順序執(zhí)行
當(dāng)在循環(huán)中使用await時(shí)，每次迭代都會等待前一次迭代完成后再開始。這導(dǎo)致了順序執(zhí)行，抵消了異步編程的好處。請看以下示例：
foreach (var item in items)
{
await ProcessItemAsync(item);
}在這段代碼中，每次迭代都會等待ProcessItemAsync完成后再進(jìn)行下一次迭代。如果ProcessItemAsync需要較長時(shí)間才能完成，這會導(dǎo)致性能不佳。
示例場景
假設(shè)我們需要通過異步下載處理一組URL的內(nèi)容。在循環(huán)中使用await的代碼如下：
foreach (var url in urls)
{
var content = await DownloadContentAsync(url);
ProcessContent(content);
}在這種情況下，每個(gè)URL都是一個(gè)接一個(gè)地處理，導(dǎo)致總執(zhí)行時(shí)間是所有單個(gè)下載時(shí)間的總和。如果我們有10個(gè)URL，每個(gè)下載需要1秒，總執(zhí)行時(shí)間將大約是10秒。
2、資源爭用
在循環(huán)中使用await還可能導(dǎo)致資源爭用。每次迭代都會占用資源（如內(nèi)存和網(wǎng)絡(luò)連接）直到等待的任務(wù)完成。這可能導(dǎo)致可用資源的耗盡，尤其是在處理大量任務(wù)時(shí)。
二 更好的替代方法
1、使用Task.WhenAll
為了并發(fā)執(zhí)行異步操作，我們可以使用Task.WhenAll。這種方法允許我們一次啟動所有異步任務(wù)，并等待它們?nèi)客瓿伞Ｒ韵率侨绾沃貙懬懊娴氖纠?/p>
using System.Diagnostics;
using System.Net;
namespace ConsoleApp1
{
public class Program
{
public async static Task Main(string[] args)
{
var urls = new List<string>
{
"https://www.163.com",
"https://www.microsoft.com",
"https://www.baidu.com"
};
Stopwatch sw = Stopwatch.StartNew();
foreach (var url in urls)
{
var content = await DownloadContentAsync(url);
ProcessContent(content);
}
Console.WriteLine($"foreach總共用時(shí)：{sw.Elapsed.TotalSeconds}秒");
Stopwatch sw2 = Stopwatch.StartNew();
var downloadTasks = urls.Select(url => DownloadContentAsync(url)).ToArray();
var contents = await Task.WhenAll(downloadTasks);
foreach (var content in contents)
{
ProcessContent(content);
}
Console.WriteLine($"WhenAll總共用時(shí)：{sw2.Elapsed.TotalSeconds}秒");
}
public async static Task<string> DownloadContentAsync(string url)
{
using (var client = new HttpClient(new HttpClientHandler() { AutomaticDecompression = DecompressionMethods.GZip }))
{
client.DefaultRequestHeaders.Add("User-Agent", "Mozilla/5.0 (Windows NT 10.0; Win64; x64) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/92.0.4515.107 Safari/537.36");
var response = await client.GetAsync(url);
response.EnsureSuccessStatusCode();
return await response.Content.ReadAsStringAsync();
}
}
public static void ProcessContent(string content)
{
Console.WriteLine($"處理內(nèi)容的長度: {content.Length}");// 這里可以添加更多的內(nèi)容處理邏輯 }
}
}
}
在這個(gè)版本中，所有下載任務(wù)同時(shí)啟動，我們等待它們?nèi)客瓿珊笤偬幚斫Y(jié)果。這種方法顯著減少了總執(zhí)行時(shí)間，因?yàn)槿蝿?wù)是并行運(yùn)行的。經(jīng)測驗(yàn)，循環(huán)多少次，Task.WhenAll的速度比foreach的速度快大概多少倍！
2、使用Parallel.ForEachAsync
C#還提供了Parallel.ForEachAsync，它允許你在不阻塞主線程的情況下并行運(yùn)行異步操作：
await Parallel.ForEachAsync(urls, async (url, cancellationToken) =>
{
var content = await DownloadContentAsync(url);
ProcessContent(content);
});Parallel.ForEachAsync確保多個(gè)迭代可以并發(fā)運(yùn)行，提升性能的同時(shí)保持代碼的簡潔和可讀性。
Parallel.ForEachAsync的運(yùn)行效率與Task.WhenAll的效率差不多
3、限制并發(fā)
在某些情況下，運(yùn)行過多的并發(fā)任務(wù)可能會使系統(tǒng)資源不堪重負(fù)。我們可以通過使用SemaphoreSlim來限制并發(fā)級別：
這個(gè)在執(zhí)行過程中產(chǎn)生了異常，等解決了在繼續(xù)討論
這種方法限制了并發(fā)任務(wù)的數(shù)量，更有效地管理資源使用。
三 結(jié)論
雖然await是C#異步編程的強(qiáng)大工具，但在循環(huán)中使用它可能導(dǎo)致性能不佳和資源爭用。通過理解順序執(zhí)行的影響，并利用Task.WhenAll、Parallel.ForEachAsync和SemaphoreSlim等替代方法，我們可以編寫更高效和健壯的異步代碼。避免在循環(huán)中使用await并采用更好的模式將提升你的應(yīng)用程序性能，使代碼更易維護(hù)和擴(kuò)展。遵循這些最佳實(shí)踐，你可以充分利用C#異步編程的潛力。
以上就是避免在C#循環(huán)中使用await的方法小結(jié)的詳細(xì)內(nèi)容，更多關(guān)于避免C#循環(huán)使用await的資料請關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章！
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