C# 异步编程

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1、什么是异步？

　　异步操作通常用于执行完成时间可能比较长的任务，如打开大文件、链接远程计算机或查询数据库。异步操作在主应用程序线程以外的线程中执行。应用程序调用方法异步执行某个操作时，应用程序可在异步方法执行其任务时继续执行

2、同步与异步的区别

　　同步(Synchronous)：在执行某个操作时，应用程序必须等待该操作执行完成后才能继续执行。

　　异步(Asynchronous)：在执行某个操作时，应用程序可在异步操作执行时继续执行。实质：异步操作，启动了新的线程，主线程与方法线程并行执行。

3、异步与多线程的区别

　　简单的的说：异步线程是由线程池负责管理，而多线程我们可以自己控制，当然在多线程中我们也可以使用线程池

　　就拿网络爬虫而言，如果使用异步模式去实现，它使用线程池进行管理。异步操作执行时，会将操作丢给线程池中的某个工作线程来完成。当开始I/O操作的时候，异步会将工作线程还给线程池，这意味着获取网页的工作不会再占用任何CPU资源了，直到异步完成，即获取网页完毕，异步才会通过回调的方式通知线程池。由此可见，异步模式借助于线程池，极大地节约CPU资源。

　　注：DMA(Direct Memory Access)直接内存存取，顾名思义DMA功能就是让设备可以绕过处理器，直接由内存来读取资料。通过直接内存访问的数据交换几乎可以不损耗CPU的资源。在硬件中，硬盘、网卡、声卡、显卡等都有直接内存访问功能。异步编程模型就是让我们充分利用硬件的直接内存访问功能来释放CPU的压力。

　　两者的应用场景：

 　　计算密集型工作，采用多线程。

　　IO密集型工作，采用异步机制。

4、异步应用

　4.1、.NET Framework的许多方面都支持异步编程功能，这些方面包括：

　　4.1.1-->文件IO、流IO、套接字IO。

　　4.1.2-->网络。

　　4.1.3-->远程处理信道(HTTP、TCP)和代理。

　　4.1.4-->使用ASP.NET创建XML Web Services。

　　4.1.5-->ASP.NET Web窗体。

　　4.1.6-->使用MessageQueue类的消息队列。

　4.2、.NET Framework为异步操作提供两种设计模式：

　　4.2.1-->使用IAsyncResult对象的异步操作。

　　4.2.2-->使用事件的异步操作。

　　使用IAsyncResult设计模式的异步操作是通过名为Begin操作名称和End操作名称的两个方法来实现的，这两个方法分别开始和结束异步操作名称。

　　例如，FileStream类提供评BeginRead和EndRead方法来从文件异步读取字节。这两个方法实现Read方法的异步版本。在调用Begin操作名称后，应用程序可以继续在调用线程上执行指令，同时异步操作在另一个线程上执行。每次调用Begin操作名称时，应用程序还应调用 End操作名称来获取操作的结果。Begin操作名称方法开始异步操作名称并返回一个实现IAsyncResult接口的对象。>NET Framework允许你异步调用任何方法。定义与你需要调用的方法具有相同签名的委托。公共语言运行库将自动为该委托定义具有适当签名的BeginInvoke和EndInvoke方法。

　　IAsyncResult对象存储有关异步操作的信息。下表提供了有关异步操作的信息。

5、应用实例

　　5.1、案例1-->读取文件

　　通常读取文件是一个比较耗时的工作，特别是读取大文件的时候，常见的上传和下载。但是我们又不想让用户一直等待，用户同样可以进行其他操作，可以使得系统有良好的交互性。这里我们写了同步调用和异步调用来进行比较说明。