分类:  .Net技术    ◆ 标签:  #异步编程   #.Net   #基础   ◆ 发布于: 2023-06-04 18:42:39

最近在学习.Net的异步编程，并行编程，以及多线程相关的知识，因此写了这一系列的文章作为学习的记录。

目前我们有很多种工具都适合用于异步/并行编程，但是每种语言对于这个领域的支持力度各不相同，像Java的编程模型从Java7开始引入了几个基于多线程的工具，例如提供fork/join API, 预定义的线程池等等，同时需要大量的线程安全的集合以及各种原子工具以及操作，还需要了解各种锁，例如CAS锁等等，对程序员的要求非常之高，编程模型也非常困难，但是对于C# 以及对应的.Net以及.Net Core, 微软推出了更为明晰易用的方式用于异步/并行编程，例如我们即将要介绍的在语言级别的async，await关键字，以及随之引入的TAP异步编程模型，以及TPL并发编程模型，以及万不得已更为底层的基于System.Threading的Thread编程模型等等。相比较其他的语言， C#以及.Net平台提供了对程序员更为友好的编程界面，但是C#和.Net的特性都有一个鲜明的特点，就是易用难精，主要C#和.Net提供的工具实在太好用了，好用到只需要遵守最佳指导，完全不必关心背后，这样其实也不利于学习。

因此这个系列仔细的学习一下C#和.Net的异步编程模型，下一个系列学习TPL基于任务的并发编程，最后一个系列学习Thread。

在开始我们的学习之前，我们首先需要熟悉几个基本的概念：

• 什么是程序入口
• 什么是程序控制
• 异步编程和并发编程以及多线程编程有什么关联和区别。

什么是程序入口

程序入口最为直观的感受就是我们在C/C++/C#/Java中的那个Main函数或者是Main方法，这是所有的基于这些语言的最开始被OS调用的一个起始点。除了这个最直观的感受之外，OS是从这里开始给您的应用分配资源，然后由CLR介入管理您的应用，毕竟dotnet的平台还是一个托管的平台，因此在正是进入到用户的这个Main函数之前，实际上CLR(或者是JVM)已经有了很多调用了，当然针对于用户的应用程序来说，这是入口没有什么不妥，要有一个映像就是您的应用除了自己的代码之外，后面还是有一个隐形的手，会帮助你控制一些资源。

什么是程序控制以及控制点

我们想像一下我们的代码，实际上是根据代码的编写顺序，一条一条指令的在执行。当然这是在同步环境下是这样的，那么这个一步一步的流程就是称为程序的控制，我们不仅有顺序执行的控制，也有使用if, while, for, foreach等控制。另外一个需要理解的是控制点，所谓的控制点，实际上可以理解为程序执行步骤中用于指定位置的指针，例如执行到了第四行，那么控制点就是在第四行。

异步编程/并发编程/多线程编程

异步编程相对于并发编程以及多线程编程更高阶的概念，是最为贴近日常的应用场景的，代表着可以同时做更多的事，而不用被block在某一件事上。并发编程时是较为的基础的一个概念，虽然也代表同时做很多事，但是并发编程更为强调同时完成一件事情，而且从概念上来讲并发和异步实际没有什么必然的联系。而多线程编程是语言平台提供的基础工具，例如我们的并发编程是需要多线程编程技术的支撑的。对于.Net平台来讲，微软使用TAP, async, await来完成异步编程，使用TPL来完成并发编程，通过System.Threading.xxx来完成对于托管线程的管理。

异步编程和多线程

异步编程不一定使用多线程。CLR可以决定，也可以使用Task类进行一定的控制，例如运行在background 线程上等等。

下一小节我们来学习异步编程场景介绍以及async和await的正确使用方法和理解方法