概述

转自:http://www.cnblogs.com/jesse2013/p/Asynchronous-Programming-In-DotNet.html

  在前头写的一篇有关async和await的前生今生的篇章未来,大家似乎在async和await提升网站拍卖能力方面还有局部疑问,和讯本身也做了不少的品味。前日我们再来回答瞬间这么些问题,同时大家会做一个async和await在WinForm中的尝试,并且相比在4.5事先的异步编程形式APM/EAP和async/await的分别,最终大家还会追究在不同线程之间互相的题目。

概述

  在前头写的一篇关于async和await的前生今生的篇章未来,咱们似乎在async和await提升网站拍卖能力方面还有一些疑团,网易本身也做了无数的品尝。明天我们再来回答弹指间以此题材,同时我们会做一个async和await在WinForm中的尝试,并且相比较在4.5事先的异步编程情势APM/EAP和async/await的区分,最终我们还会追究在不同线程之间彼此的题目。

  IIS存在着处理能力的题材,可是WinForm却是UI响应的题目,并且WinForm的UI线程至始至终都是同一个,所以两者之间有早晚的分别。有人会问,现在还有人写WinForm吗?可以吗,它确是一个比较老的东西呢,不如WPF炫,技术也不如WPF先进,不过从架构层面来讲,不管是Web,仍旧WinForm,又或者WPF,Mobile,这一个都只是表现层,不是么?现在的巨型系统一般桌面客户端,Web端,手机,平板端都会涉嫌,这也是为啥会有应用层,服务层的留存。我们在这谈论的ASP.NET
MVC,WinForm,WFP,Android/IOS/WP
都是显现层,在表现层大家应当只处理与“表现”相关的逻辑,任何与事务有关的逻辑应该都是放在下层处理的。关于架构的题材,咱们后边再慢慢深切,其余别说我从没提醒您,大家前几天还会看到.NET中另一个早已老去的技巧Web
瑟维斯(Service)。

  还得提示您,随笔内容有点长,涉及的知识点相比较多,所以,我引进:”先顶后看“
,先顶后看是21世纪看长篇的首选之道,是特出关系的上马,想知道是何许会让您特别吧?想了然怎么日本东京前天会下这样大的雨么?请记住先顶后看,你顶的不是自家的篇章,而是大家冒着大雨还要去上班的可贵精神!先顶后看,你值得拥有!

  IIS存在着处理能力的问题,但是WinForm却是UI响应的题材,并且WinForm的UI线程至始至终都是同一个,所以两者之间有一定的区分。有人会问,现在还有人写WinForm吗?好吧,它确是一个相比较老的东西啊,不如WPF炫,技术也不如WPF先进,不过从架构层面来讲,不管是Web,仍然WinForm,又可能WPF,Mobile,这多少个都只是表现层,不是么?现在的特大型系统一般桌面客户端,Web端,手机,平板端都会波及,这也是干吗会有应用层,服务层的存在。我们在那谈论的ASP.NET
MVC,WinForm,WFP,Android/IOS/WP
都是突显层,在表现层我们应该只处理与“表现”相关的逻辑,任何与作业有关的逻辑应该都是置身下层处理的。关于架构的问题,我们后边再逐级深切,此外别说我尚未提示您,大家前些天还会看到.NET中另一个业已老去的技巧Web
瑟维斯(Service)(Service)。

目录

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async/await咋样升级IIS处理能力

  首先响应能力并不完全是说咱俩先后性能的题目,有时候可能你的程序没有其他问题,而且仔细经过优化,但是响应能力或者尚未上来,网站性能分析是一个扑朔迷离的活,有时候只可以靠经验和相连的品味才能达成相比好的功能。当然大家前些天谈论的重点是IIS的处理能力,或者也恐怕就是IIS的属性,但没有代码本身的性能。即便async/await可以提升IIS的处理能力,然而对于用户来说一切页面从发起呼吁到页面渲染完成的这一个时间,是不会因为大家加了async/await之后暴发多大转移的。

  此外异步的ASP.NET并非唯有async/await才方可做的,ASP.NET在Web
Form时代就早已有异步Page了,包括ASP.NET
MVC不是也有异步的Controller么?async/await
很新,很酷,不过它也只是在原本一技艺基础上做了一部分立异,让程序员们写起异步代码来更便于了。我们常说微软欣赏新瓶装旧酒,至少大家要见到那个新瓶给我们带来了怎么样,不管是此外产品,都不可以一起先就很周密,所以持续的迭代立异,也得以说是一种科学做事的法门。

目录

ASP.NET并行处理的步骤

   ASP.NET是怎么着在IIS中劳作的一文已经很详细的介绍了一个请求是何许从客户端到服务器的HTTP.SYS最终进入CLR举办拍卖的(强烈提议不明白这一块的同班先看那篇作品,有助于你了然本小节),不过富有的步调都是遵照一个线程的比方下开展的。IIS本身就是一个多线程的做事环境,倘诺大家从多线程的看法来看会暴发什么变动吗?大家第一来看一下底下这张图。注意:我们下边的步骤是建立在IIS7.0未来的三合一格局基础之上的。(注:下边这张图在dudu的唤醒之后,重新做了有些找寻工作,做了有的变更,w3dt这一步来自于网易团社团对问题的频频探索,详情能够点这里

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  我们再来梳理一下下边的手续:

  1. 富有的呼吁最开端是由HTTP.SYS接收的,HTTP.SYS内部有一个系列维护着这多少个请求,这些行列的request的数目超过一定数额(默认是1000)的时候,HTTP.SYS就会直接重临503景色(服务器忙),这是我们的率先个阀门。性能计数目标:“Http
    Service Request Queues\CurrentQueueSize
  2. 由w3dt负责把请求从HTTP.SYS
    的行列中放置一个相应端口的队列中,据非官方资料展示该队列长度为能为20(该队列是非公开的,没有文档,所以也并未性能计数器)。
  3. IIS
    的IO线程从上一步的序列中收获请求,假若是内需ASP.NET处理的,就会传送给CLR
    线程池的Worker 线程,IIS的IO线程继续回来重新做该手续。CLR
    线程池的Worker线程数量是第二个阀门。
  4. 当CLR中正在被拍卖的伸手数据抢先一定值(最大并行处理请求数量,.NET4过后默认是5000)的时候,从IO线程过来的哀告就不会一贯交给Worker线程,而是放到一个进程池级其它一个体系了,等到这些数据紧跟于临界值的时候,才会把它再一次提交Worker线程去处理。这是我们的第六个阀门。
  5. 上一步中说到的充足进程池级其它系列有一个长度的范围,可以经过web.config里面的processModel/requestQueueLimit来设置。这可以说也是一个阀门。当正在处理的多少超过所允许的最大并行处理请求数量的时候,我们就会获取503了。可以经过性能计数目标:“ASP.NET
    v4.0.30319\Requests Queued
    ” 来查阅该队列的长度。

async/await怎么着升级IIS处理能力

  首先响应能力并不完全是说咱俩先后性能的问题,有时候可能你的顺序尚未任何问题,而且仔细经过优化,不过响应能力仍旧尚未上来,网站性能分析是一个错综复杂的活,有时候只好靠经验和持续的品味才能达成相比较好的效率。当然我们前几天议论的机假诺IIS的处理能力,或者也恐怕就是IIS的习性,但从不代码本身的特性。虽然async/await能够提高IIS的拍卖能力,然则对于用户来说一切页面从发起呼吁到页面渲染完成的那一个时间,是不会因为大家加了async/await之后发生多大转移的。

  另外异步的ASP.NET并非唯有async/await才可以做的,ASP.NET在Web
Form时代就已经有异步Page了,包括ASP.NET
MVC不是也有异步的Controller么?async/await
很新,很酷,不过它也只是在本来一技术基础上做了有些立异,让程序员们写起异步代码来更易于了。我们常说微软欣赏新瓶装旧酒,至少我们要见到这个新瓶给我们带来了哪些,不管是此外产品,都不容许一初叶就很系数,所以持续的迭代立异,也得以说是一种科学做事的艺术。

 哪些因素会操纵我们的响应能力

  从下边大家提到了几大阀门中,大家可以得出下边的多少个数字控制或者说影响着大家的响应能力。

  1. HTTP.SYS队列的尺寸
  2. CLR线程池最大Worker线程数量
  3. 最大并行处理请求数量
  4. 进程池级别队列所允许的长度

HTTP.SYS队列的尺寸

  其一自己觉得不需要分外解释,默认值是1000。那多少个值取决于大家我们后边IIS
IO线程和Worker线程的处理速度,假使它们三个都处理不了,这一个数字再大也未曾用。因为最终他们会被积存到进程池级其余系列中,所以只会导致内存的浪费。

最大Worker线程数量

  那个值是足以在web.config中展开安排的。

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  maxWorkerThreads: CLR中实际处理请求的最大Worker线程数量
  minWorkerThreads:CLR中实际处理请求的细微Worker线程数量

  minWorkerThreads的默认值是1,合理的加大他们得以防止不必要的线程创制和销毁工作。

最大并行处理请求数量

  进程池级其余行列给我们的CLR一定的缓冲,那些中要注意的是,这几个队列还从未进入到CLR,所以它不会占据大家托管环境的其余资源,也就是把请求卡在了CLR的外侧。咱们需要在aspnet.config级别举办配置,我们能够在.net
fraemwork的装置目录下找到它。一般是 C:\Windows\Microsoft.NET\Framework\v4.0.30319
假设你安装的是4.0的话。

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  maxConcurrentRequestPerCPU:
每个CPU所允许的最大并行处理请求数量,当CLR中worker线程正在处理的请求之和大于这些数时,从IO线程过来的伏乞就会被内置我们进程池级其它队列中。
  maxConcurrentThreadsPerCPU: 设置为0即禁用。
  requestQueue: 进程池级别队列所允许的尺寸  

ASP.NET并行处理的步骤

   ASP.NET是哪些在IIS中行事的一文已经很详细的牵线了一个呼吁是哪些从客户端到服务器的HTTP.SYS最后进入CLR举行拍卖的(强烈提出不领悟这一块的校友先看这篇著作,有助于你了然本小节),然而富有的手续都是依据一个线程的即使下举行的。IIS本身就是一个多线程的做事条件,假诺大家从多线程的眼光来看会暴发什么样变动吗?大家首先来看一下上面这张图。注意:我们下边的步调是白手起家在IIS7.0将来的合龙格局基础之上的。(注:下边这张图在dudu的唤醒之后,重新做了部分寻找工作,做了有些改变,w3dt这一步来自于知乎集团对题目标不停探索,详情可以点这里

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  我们再来梳理一下地点的手续:

  1. 富有的哀告最开头是由HTTP.SYS接收的,HTTP.SYS内部有一个系列维护着那多少个请求,这些队列的request的数据超出一定数量(默认是1000)的时候,HTTP.SYS就会一向回到503情状(服务器忙),这是我们的率先个阀门。性能计数指标:“Http
    Service Request Queues\CurrentQueueSize
  2. 由w3dt负责把请求从HTTP.SYS
    的行列中放置一个遥相呼应端口的队列中,据非官方资料展现该队列长度为能为20(该队列是非公开的,没有文档,所以也尚未性能计数器)。
  3. IIS
    的IO线程从上一步的系列中得到请求,尽管是索要ASP.NET处理的,就会传递给CLR
    线程池的Worker 线程,IIS的IO线程继续回到重新做该步骤。CLR
    线程池的Worker线程数量是第二个阀门。
  4. 当CLR中正在被拍卖的哀告数据超出一定值(最大并行处理请求数量,.NET4随后默认是5000)的时候,从IO线程过来的呼吁就不会一向交给Worker线程,而是放到一个进程池级另外一个体系了,等到那个数目低于临界值的时候,才会把它再度提交Worker线程去处理。这是大家的第五个阀门。
  5. 上一步中说到的相当进程池级此外系列有一个长短的界定,可以因此web.config里面的processModel/requestQueueLimit来设置。这可以说也是一个阀门。当正在处理的数量超过所允许的最大并行处理请求数量的时候,我们就会博得503了。能够因此性能计数目的:“ASP.NET
    v4.0.30319\Requests Queued
    ” 来查阅该队列的长短。

async和await 做了怎么样?

  我们到底要切入核心了,拿ASP.NET
MVC举例,即便不利用async的Action,那么肯定,它是在一个Woker线程中执行的。当我们访问一些web
service,或者读文件的时候,那一个Worker线程就会被堵塞。即便我们这一个Action执行时间一起是100ms,另外访问web
service花了80ms,理想状态下一个Worker线程一秒可以响应10个请求,倘使我们的maxWorkerThreads是10,这我们一秒内连续可响应请求就是100。假设说大家想把那多少个可响应请求数升到200肿么办啊?

  有人会说,这还不简单,把maxWorkerThreads调20不就行了么?
其实大家做也尚无怎么
问题,确实是可以的,而且也的确能起到职能。这我们怎么还要大费周章的搞哪样
async/await呢?搞得脑子都晕了?async/await给我们解决了什么样问题?它可以在大家走访web
service的时候把当下的worker线程放走,将它放回线程池,这样它就足以去处理任何的央求了。等到web
service给我们回去结果了,会再到线程池中擅自拿一个新的woker线程继续往下执行。也就是说大家缩小了这有些守候的时间,充份利用了线程。

    我们来对待一下拔取async/awit和不行使的事态,

  不使用async/await: 20个woker线程1s得以处理200个请求。

  这转换成总的时间的就是 20 * 1000ms =  20000ms,
  其中等待的时刻为 200 * 80ms = 16000ms。
  也就是说使用async/await我们起码节省了16000ms的年月,这20个worker线程又会再去处理请求,虽然依据每个请求100ms的处理时间我们还足以再充实160个请求。而且别忘了100ms是基于联合情状下,包括等待时间在内的功底上取得的,所以实际状况或许还要多,当然大家那里没有算上线程切换的年华,所以其实意况中是有几许差异的,可是相应不会很大,因为我们的线程都是依据线程池的操作。
  所有结果是20个Worker线程不利用异步的气象下,1s能自理200个请求,而接纳异步的景色下可以拍卖360个请求,立马提高80%呀!采纳异步之后,对于同样的呼吁数量,需要的Worker线程数据会大大收缩50%左右,一个线程至少会在堆上分配1M的内存,倘使是1000个线程这就是1G的容量,虽然内存现在方便,可是省着终究是好的嘛,而且更少的线程是可以减小线程池在保障线程时发生的CPU消耗的。另:dudu分享 CLR1秒之内只好成立2个线程。

  注意:以上数量毫无真正测试数据,真实情状一个request的光阴也毫无100ms,花费在web
service上的时光也决不80ms,仅仅是给我们一个思路:),所以这中间用了async和await之后对响应能力有多大的升级换代和大家本来堵塞在这个IO和网络上的岁月是有很大的关系的。

 哪些因素会决定大家的响应能力

  从上边我们关系了几大阀门中,大家得以汲取下面的多少个数字控制或者说影响着我们的响应能力。

  1. HTTP.SYS队列的长短
  2. CLR线程池最大Worker线程数量
  3. 最大并行处理请求数量
  4. 进程池级别队列所允许的尺寸

HTTP.SYS队列的长短

  以此自己觉得不需要极度解释,默认值是1000。那些值取决于我们大家前边IIS
IO线程和Worker线程的处理速度,假若它们两个都处理不了,这一个数字再大也从未用。因为最终他们会被积存到进程池级其它系列中,所以只会导致内存的浪费。

最大Worker线程数量

  这么些值是可以在web.config中展开安排的。

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  maxWorkerThreads: CLR中实际处理请求的最大Worker线程数量
  minWorkerThreads:CLR中实际处理请求的小不点儿Worker线程数量

  minWorkerThreads的默认值是1,合理的加大他们得以制止不必要的线程创制和销毁工作。

最大并行处理请求数量

  进程池级此外行列给我们的CLR一定的缓冲,这些中要留心的是,这个行列还从未进去到CLR,所以它不会占用大家托管环境的其他资源,也就是把请求卡在了CLR的外界。我们需要在aspnet.config级别举办布置,我们可以在.net
fraemwork的安装目录下找到它。一般是 C:\Windows\Microsoft.NET\Framework\v4.0.30319
倘诺你安装的是4.0的话。

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  maxConcurrentRequestPerCPU:
每个CPU所允许的最大并行处理请求数量,当CLR中worker线程正在处理的乞请之和超越那些数时,从IO线程过来的呼吁就会被放置我们进程池级其余系列中。
  maxConcurrentThreadsPerCPU: 设置为0即禁用。
  requestQueue: 进程池级别队列所允许的长短  

几点提议

  看到此间,不了然我们有没有获取点什么。首先第一点我们要知道的是async/await不是万能药,不们无法指望光写四个光键字就梦想性能的升级换代。要记住,一个CPU在同一时间段内是只可以进行一个线程的。从而这也是怎么async和await提议在IO或者是网络操作的时候利用。我们的MVC站点访问WCF或者Web
Service这种境况就老大的符合采取异步来操作。在上头的例证中80ms读取web
service的刻钟,大部份时间都是不需要cpu操作的,这样cpu才可以被其他的线程利用,假若不是一个读取web
service的操作,而是一个错综复杂总结的操作,这您就等着cpu爆表吧。

  第二点是,除了程序中运用异步,大家地点讲到的有关IIS的布局是很关键的,假诺利用了异步,请记得把maxWorkerThreads和maxConcurrentRequestPerCPU的值调高试试。

async和await 做了什么样?

  我们终于要切入主旨了,拿ASP.NET
MVC举例,若是不应用async的Action,那么势必,它是在一个Woker线程中推行的。当我们走访一些web
service,或者读文件的时候,这多少个Worker线程就会被打断。假若我们以此Action执行时间总共是100ms,另外访问web
service花了80ms,理想图景下一个Worker线程一秒可以响应10个请求,倘若大家的maxWorkerThreads是10,这我们一秒内连接可响应请求就是100。假诺说我们想把这些可响应请求数升到200怎么办吗?

  有人会说,这还不简单,把maxWorkerThreads调20不就行了么?
其实大家做也一向不什么样
问题,确实是足以的,而且也确实能起到功用。这我们为啥还要大费周章的搞什么
async/await呢?搞得脑子都晕了?async/await给我们缓解了哪些问题?它可以在我们访问web
service的时候把当下的worker线程放走,将它放回线程池,这样它就可以去处理其他的乞求了。等到web
service给我们回到结果了,会再到线程池中自由拿一个新的woker线程继续往下举办。也就是说大家减弱了这部分等候的时间,充份利用了线程。

    大家来相比一下行使async/awit和不选择的情事,

  不接纳async/await: 20个woker线程1s足以拍卖200个请求。

爱博体育,  这转换成总的时间的就是 20 * 1000ms =  20000ms,
  其中等待的时刻为 200 * 80ms = 16000ms。
  也就是说使用async/await大家足足节约了16000ms的岁月,那20个worker线程又会再去处理请求,尽管如约每个请求100ms的拍卖时间大家还足以再扩充160个请求。而且别忘了100ms是遵照共同意况下,包括等待时间在内的根底上收获的,所以其实状况也许还要多,当然大家这边没有算上线程切换的年华,所以实际上境况中是有某些距离的,可是应该不会很大,因为我们的线程都是基于线程池的操作。
  所有结果是20个Worker线程不应用异步的场所下,1s能自理200个请求,而拔取异步的气象下得以处理360个请求,立马提高80%哟!采用异步之后,对于同一的央浼数量,需要的Worker线程数据会大大减弱50%左右,一个线程至少会在堆上分配1M的内存,假诺是1000个线程这就是1G的容量,即使内存现在便利,可是省着到底是好的呗,而且更少的线程是可以削减线程池在维护线程时发出的CPU消耗的。另:dudu分享 CLR1秒之内只好创立2个线程。

  注意:以上数据毫无真正测试数据,真实处境一个request的日子也决不100ms,花费在web
service上的光阴也绝不80ms,仅仅是给我们一个思路:),所以这之中用了async和await之后对响应能力有多大的擢升和大家原来堵塞在那多少个IO和网络上的岁月是有很大的关系的。

 早期对Web service的异步编程形式APM

  讲完我们伟大上的async/await之后,我们来看看这一个技能很老,不过概念确依旧延续至今的Web
Service(Service)。 我们这边所说的对准web
service的异步编程格局不是指在劳动器端的web service本身,而是指调用web
service的客户端。我们通晓对于web service,大家经过添加web
service引用或者.net提供的变化工具就可以转移对应的代理类,可以让我们像调用本地代码一样访问web
service,而所生成的代码类中对针对性每一个web
service方法生成3个照应的方法,比如说我们的方法名叫DownloadContent,除了这多少个点子之外还有BeginDownloadContent和EndDownloadContent方法,而这五个就是我们明日要说的中期的异步编程形式APM(Asynchronous
Programming Model)。下面就来看看我们web
service中的代码,注意大家现在的项目都是在.NET Framework3.5下促成的。

 PageContent.asmx的代码

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public class PageContent : System.Web.Services.WebService
{
    [WebMethod]
    public string DownloadContent(string url)
    {
        var client = new System.Net.WebClient();
        return client.DownloadString(url);
    }
}

  注意大家web
service中的DownloadContent方法调用的是WebClient的一头方法,WebClient也有异步方法即:DownloadStringAsync。不过我们要了然,不管服务器是联合仍旧异步,对于客户端的话调用了您这些web
service都是一模一样的,就是得等您回来结果。

  当然,我们也可以像MVC里面的代码一样,把大家的劳务器端也写成异步的。这拿到好处的是异常托管web
service的服务器,它的处理能力拿到加强,就像ASP.NET一样。如果我们用JavaScript去调用这些Web
Service,那么Ajax(Asynchronous Javascript +
XML)就是大家客户端用到的异步编程技术。假若是其他的客户端呢?比如说一个CS的桌面程序?我们需要异步编程么?

几点指出

  看到这里,不清楚我们有没有获取点什么。首先第一点我们要了然的是async/await不是万能药,不们无法仰望光写七个光键字就可望性能的提拔。要牢记,一个CPU在同一时间段内是不得不举办一个线程的。为此这也是干什么async和await指出在IO或者是网络操作的时候利用。我们的MVC站点访问WCF或者Web
瑟维斯(Service)这种气象就不行的契合采用异步来操作。在位置的例证中80ms读取web
service的日子,大部份时间都是不需要cpu操作的,这样cpu才足以被其他的线程利用,假使不是一个读取web
service的操作,而是一个犬牙交错总括的操作,这你就等着cpu爆表吧。

  第二点是,除了程序中动用异步,我们地点讲到的关于IIS的安排是很要紧的,虽然使用了异步,请记得把maxWorkerThreads和maxConcurrentRequestPerCPU的值调高试试。

当WinForm遇上Web Service

  WinForm不像托管在IIS的ASP.NET网站,会有一个线程池管理着多少个线程来拍卖用户的伸手,换个说法ASP.NET网站生来就是基于多线程的。不过,在WinForm中,假设大家不刻意使用多线程,那至始至终,都只有一个线程,称之为UI线程。也许在一部分微型的系统中WinForm很少提到到多线程,因为WinForm本身的优势就在它是独立运转在客户端的,在性能上和操作性上都会有很大的优势。所以重重中小型的WinForm系统都是向来就走访数据库了,并且大多也只有多少的传导,什么图片资源这是很少的,所以等待的年华是很短的,基本不用费如何脑子去考虑怎么3秒之内必须将页面展现到用户面前这种问题。

  既然WinForm在性能上有这么大的优势,这它还亟需异步吗?

  我们地点说的是中小型的WinForm,假使是巨型的系统吧?假诺WinForm只是其余的很小一些,就像我们随笔起首说的还有好多任何众六个手机客户端,Web客户端,平板客户端呢?假若客户端很多造成数据库撑不住肿么办?
想在中间加一层缓存肿么办?

  拿一个b2b的网站效率举例,用户可以因而网站下单,手机也可以下单,仍可以够通过电脑的桌面客户端下单。在下完单之后要水到渠成交易,库存扣减,发送订单确认通告等等功效,而不论是你的订单是经过哪些端完成的,这么些意义我们都要去做,对吗?这我们就无法独立放在WinForm里面了,不然这些代码在其他的端里面又得全部簇新再相继实现,同样的代码放在不同的地点这然则一定危险的,所以就有了我们后来的SOA架构,把这么些功用都抽成服务,每类别型的端都是调用服务就足以了。一是足以统一爱惜这个效应,二是足以很有益于的做扩充,去更好的适应成效和架构上的扩展。比如说像上面这样的一个系统。

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  在上图中,Web端固然也是属于我们平时说的服务端(甚至是由多台服务器组成的web群集),然则对我们整个类别来说,它也只是一个端而已。对于一个端的话,它自身只处理和用户交互的问题,另外所有的效率,业务都会提交后来台处理。在大家地点的架构中,应用层都不会直接到位真正业务逻辑相关的处理,而是放到我们更下层数据层去做拍卖。那么应用层首要辅助做一些与用户交互的一对效用,如若手机短信发送,邮件发送等等,并且可以依照优先级选取是放入队列中稍候处理依然一直调用效用服务及时处理。

  在这样的一个系统中,大家的Web服务器可以,Winform端也好都将只是所有系统中的一个极端,它们首要的此外是用户和前边服务中间的一个桥梁。涉及到瑟维斯(Service)的调用之后,为了给用户可以的用户体验,在WinForm端,大家自然就要考虑异步的问题。 

 早期对Web service的异步编程情势APM

  讲完大家巨大上的async/await之后,我们来探望这一个技术很老,可是概念确如故持续至今的Web
瑟维斯(Service)(Service)。 我们这里所说的针对性web
service的异步编程情势不是指在服务器端的web service本身,而是指调用web
service的客户端。我们知晓对于web service,我们透过添加web
service引用或者.net提供的变通工具就足以变动对应的代理类,可以让我们像调用本地代码一样访问web
service,而所生成的代码类中对针对每一个web
service方法生成3个照应的主意,比如说我们的主意名叫DownloadContent,除了这一个法子之外还有BeginDownloadContent和EndDownloadContent方法,而这六个就是大家前几日要说的最初的异步编程情势APM(Asynchronous
Programming Model)。下面就来看望我们web
service中的代码,注意大家现在的类型都是在.NET Framework3.5下促成的。

 PageContent.asmx的代码

public class PageContent : System.Web.Services.WebService
{
    [WebMethod]
    public string DownloadContent(string url)
    {
        var client = new System.Net.WebClient();
        return client.DownloadString(url);
    }
}

  注意我们web
service中的DownloadContent方法调用的是WebClient的同台方法,WebClient也有异步方法即:DownloadStringAsync。不过我们要精晓,不管服务器是一路仍旧异步,对于客户端的话调用了您这么些web
service都是同等的,就是得等您回去结果。

  当然,我们也得以像MVC里面的代码一样,把大家的劳务器端也写成异步的。这得到好处的是非凡托管web
service的服务器,它的处理能力赢得提高,就像ASP.NET一样。要是我们用JavaScript去调用这些Web
Service(Service),那么Ajax(Asynchronous Javascript +
XML)就是大家客户端用到的异步编程技术。假诺是任何的客户端呢?比如说一个CS的桌面程序?我们需要异步编程么?

WinForm异步调用Web Service

  有了像VS这样强劲的工具为我们转变代理类,大家在写调用Web
service的代码时就足以像调用本地类库一样调用Web
Service了,大家只需要添加一个Web Reference就足以了。

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// Form1.cs的代码

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private void button1_Click(object sender, EventArgs e)
{
    var pageContentService = new localhost.PageContent();
    pageContentService.BeginDownloadContent(
        "http://jesse2013.cnblogs.com",
        new AsyncCallback(DownloadContentCallback),
        pageContentService);
}
 
private void DownloadContentCallback(IAsyncResult result)
{
    var pageContentService = (localhost.PageContent)result.AsyncState;
    var msg = pageContentService.EndDownloadContent(result);
    MessageBox.Show(msg);
}

  代码非凡的概括,在实施完pageContentService(Service).BeginDownloadContent之后,我们的主线程就回到了。在调用Web
service这段时日内我们的UI不会被封堵,也不相会世“无法响应这种景色”,我们依旧可以拖动窗体甚至做任何的工作。这就是APM的魔力,但是大家的callback究竟是在哪个线程中履行的啊?是线程池中的线程么?咋们接着往下看。

当WinForm遇上Web Service

  WinForm不像托管在IIS的ASP.NET网站,会有一个线程池管理着两个线程来处理用户的呼吁,换个说法ASP.NET网站生来就是依据多线程的。然而,在WinForm中,假设我们不刻意使用多线程,这至始至终,都唯有一个线程,称之为UI线程。也许在局部微型的系统中WinForm很少涉及到多线程,因为WinForm本身的优势就在它是独立运转在客户端的,在性质上和操作性上都会有很大的优势。所以重重中小型的WinForm系统都是一贯就走访数据库了,并且大多也只有多少的传导,什么图片资源这是很少的,所以等待的时间是很短的,基本不用费怎么脑子去考虑怎么3秒之内必须将页面彰显到用户眼前这种问题。

  既然WinForm在性质上有这么大的优势,那它还索要异步吗?

  大家地方说的是中小型的WinForm,假使是巨型的系统吧?如若WinForm只是其他的很小部分,就像我们著作开端说的还有不少此外众四个手机客户端,Web客户端,平板客户端呢?假诺客户端很多造成数据库撑不住咋做?
想在中等加一层缓存怎么做?

  拿一个b2b的网站效率举例,用户可以通过网站下单,手机也足以下单,还足以经过电脑的桌面客户端下单。在下完单之后要形成交易,库存扣减,发送订单确认通知等等功用,而不论您的订单是经过哪些端完成的,那一个职能我们都要去做,对吗?这我们就无法独立放在WinForm里面了,不然这个代码在另外的端里面又得全体簇新再相继实现,同样的代码放在不同的地点那可是一定危险的,所以就有了俺们后来的SOA架构,把那些成效都抽成服务,每系列型的端都是调用服务就足以了。一是足以统一爱慕这个功能,二是可以很有益的做扩大,去更好的适应效率和架构上的扩展。比如说像下边这样的一个连串。

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  在上图中,Web端即使也是属于大家平日说的服务端(甚至是由多台服务器组成的web群集),不过对我们全系列统的话,它也只是一个端而已。对于一个端的话,它自己只处理和用户交互的题材,其它具备的功力,业务都会提交后来台处理。在我们地点的架构中,应用层都不会平昔参预真正业务逻辑相关的拍卖,而是放到我们更下层数据层去做拍卖。那么应用层首要帮助做一些与用户交互的一部分效应,倘使手机短信发送,邮件发送等等,并且可以遵照优先级采纳是放入队列中稍候处理或者直接调用功效服务及时处理。

  在如此的一个体系中,咱们的Web服务器可以,Winform端也好都将只是整套连串中的一个极限,它们重要的此外是用户和前面服务中间的一个大桥。涉及到Service(Service)的调用之后,为了给用户可以的用户体验,在WinForm端,大家当然就要考虑异步的题目。 

APM异步编程情势详解

WinForm异步调用Web 瑟维斯(Service)

  有了像VS这样强劲的工具为我们转移代理类,大家在写调用Web
service的代码时就足以像调用本地类库一样调用Web
瑟维斯(Service)了,大家只需要充裕一个Web Reference就足以了。

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// Form1.cs的代码

private void button1_Click(object sender, EventArgs e)
{
    var pageContentService = new localhost.PageContent();
    pageContentService.BeginDownloadContent(
        "http://jesse2013.cnblogs.com",
        new AsyncCallback(DownloadContentCallback),
        pageContentService);
}

private void DownloadContentCallback(IAsyncResult result)
{
    var pageContentService = (localhost.PageContent)result.AsyncState;
    var msg = pageContentService.EndDownloadContent(result);
    MessageBox.Show(msg);
}

  代码异常的简练,在推行完pageContentService.BeginDownloadContent之后,大家的主线程就重返了。在调用Web
service这段时光内大家的UI不会被卡住,也不会油但是生“不可能响应这种场所”,我们照样得以拖动窗体甚至做其他的作业。这就是APM的魔力,但是大家的callback究竟是在哪个线程中执行的吗?是线程池中的线程么?咋们接着往下看。

线程问题

  接下去大家就是更进一步的精晓APM那种格局是哪些行事的,可是首先我们要回答上边留下来的题材,这种异步的编程模式有没有为我们打开新的线程?让代码说话:

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private void button1_Click(object sender, EventArgs e)
{
    Trace.TraceInformation("Is current thread from thread pool? {0}", Thread.CurrentThread.IsThreadPoolThread ? "Yes" "No");
    Trace.TraceInformation("Start calling web service on thread: {0}", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
    var pageContentService = new localhost.PageContent();
    pageContentService.BeginDownloadContent(
        "http://jesse2013.cnblogs.com",
        new AsyncCallback(DownloadContentCallback),
        pageContentService);
}
 
private void DownloadContentCallback(IAsyncResult result)
{
    var pageContentService = (localhost.PageContent)result.AsyncState;
    var msg = pageContentService.EndDownloadContent(result);
 
    Trace.TraceInformation("Is current thread from thread pool? {0}" , Thread.CurrentThread.IsThreadPoolThread ? "Yes" "No");
    Trace.TraceInformation("End calling web service on thread: {0}, the result of the web service is: {1}",
        Thread.CurrentThread.ManagedThreadId,
        msg);
}

  我们在按钮点击的法子和callback方法中分头出口当前线程的ID,以及她们是否属于线程池的线程,拿到的结果如下:

  Desktop4.0.vshost.exe Information: 0 : Is current thread a
background thread? NO
  Desktop4.0.vshost.exe Information: 0 : Is current thread from thread
pool? NO
  Desktop4.0.vshost.exe Information: 0 : Start calling web service on
thread: 9
  Desktop4.0.vshost.exe Information: 0 : Is current thread a
background thread? YES
  Desktop4.0.vshost.exe Information: 0 : Is current thread from thread
pool? YES
  Desktop4.0.vshost.exe Information: 0 : End calling web service on
thread: 14, the result of the web service is: <!DOCTYPE html>…

  按钮点击的模式是由UI间接决定,很明显它不是一个线程池线程,也不是后台线程。而我们的callback却是在一个起源于线程池的后台线程执行的,答案发布了,然则这会给我们带来一个题材,我们地点讲了只有UI线程也得以去立异咱们的UI控件,也就是说在callback中大家是不可能更新UI控件的,这我们咋样让更新UI让用户知道反馈呢?答案在后面接晓
:),让我们先注意于把APM弄精通。

APM异步编程形式详解

从Delegate开始

  其实,APM在.NET3.5原先都被大规模采纳,在WinForm窗体控制中,在一个IO操作的类库中等等!我们可以很容易的找到搭配了Begin和End的方法,更着重的是假使是有代理的地点,大家都可以利用APM那种形式。大家来看一个很粗略的例证:

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delegate void EatAsync(string food);
private void button2_Click(object sender, EventArgs e)
{
    var myAsync = new EatAsync(eat);
    Trace.TraceInformation("Activate eating on thread: {0}", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
    myAsync.BeginInvoke("icecream"new AsyncCallback(clean), myAsync);
}
 
private void eat(string food)
{
    Trace.TraceInformation("I am eating.... on thread: {0}", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
}
 
private void clean(IAsyncResult asyncResult)
{
    Trace.TraceInformation("I am done eating.... on thread: {0}", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
}

  上边的代码中,大家通过把eat封装成一个信托,然后再调用该信托的BeginInvoke方法实现了异步的实施。也就是事实上的eat方法不是在主线程中举行的,我们可以看输出的结果:

  Desktop4.0.vshost.exe Information: 0 : Activate eating on thread:
10
  Desktop4.0.vshost.exe Information: 0 : I am eating…. on thread:
6
  Desktop4.0.vshost.exe Information: 0 : I am done eating…. on
thread: 6

  clean是我们传进去的callback,该方法会在大家的eat方法执行完事后被调用,所以它会和我们eat方法在同一个线程中被调用。大家只要熟练代理的话就会知晓,代码实际上会被编译成一个类,而BeginInvoke和EndInvoke方法正是编译器为大家机关加进去的主意,大家不用额外做任何事情,这在最初没有TPL和async/await此前(APM从.NET1.0时日就有了),的确是一个不利的取舍。

线程问题

  接下去我们就是更进一步的摸底APM这种情势是怎么着行事的,可是首先我们要应对下边留下来的题目,这种异步的编程情势有没有为我们打开新的线程?让代码说话:

private void button1_Click(object sender, EventArgs e)
{
    Trace.TraceInformation("Is current thread from thread pool? {0}", Thread.CurrentThread.IsThreadPoolThread ? "Yes" : "No");
    Trace.TraceInformation("Start calling web service on thread: {0}", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
    var pageContentService = new localhost.PageContent();
    pageContentService.BeginDownloadContent(
        "http://jesse2013.cnblogs.com",
        new AsyncCallback(DownloadContentCallback),
        pageContentService);
}

private void DownloadContentCallback(IAsyncResult result)
{
    var pageContentService = (localhost.PageContent)result.AsyncState;
    var msg = pageContentService.EndDownloadContent(result);

    Trace.TraceInformation("Is current thread from thread pool? {0}" , Thread.CurrentThread.IsThreadPoolThread ? "Yes" : "No");
    Trace.TraceInformation("End calling web service on thread: {0}, the result of the web service is: {1}",
        Thread.CurrentThread.ManagedThreadId,
        msg);
}

  我们在按钮点击的方法和callback方法中分头出口当前线程的ID,以及她们是否属于线程池的线程,拿到的结果如下:

  Desktop4.0.vshost.exe
Information: 0 : Is current thread a background thread? NO
  Desktop4.0.vshost.exe
Information: 0 : Is current thread from thread pool? NO
  Desktop4.0.vshost.exe
Information: 0 : Start calling web service on thread: 9
  Desktop4.0.vshost.exe
Information: 0 : Is current thread a background thread? YES
  Desktop4.0.vshost.exe
Information: 0 : Is current thread from thread pool? YES
  Desktop4.0.vshost.exe
Information: 0 : End calling web service on thread: 14, the result of
the web service is: <!DOCTYPE html>…

  按钮点击的不二法门是由UI直接决定,很显然它不是一个线程池线程,也不是后台线程。而我辈的callback却是在一个源于于线程池的后台线程执行的,答案宣告了,可是这会给大家带来一个题材,我们地点讲了唯有UI线程也得以去革新大家的UI控件,也就是说在callback中我们是无法更新UI控件的,这我们咋样让更新UI让用户领会反馈呢?答案在后头接晓
:),让我们先注意于把APM弄通晓。

重复认识APM

了然了Delegate实现的BeginInvoke和EndInvoke之后,咱们再来分析一下APM用到的那么些对象。
拿大家Web service的代办类来举例,它为咱们转移了以下3个主意:

  1. string DownloadContent(string url): 同步方法
  2. IAsyncResult BeginDownloadContent(string url, AsyncCallback
    callback, object asyncState): 异步起始方法
  3. EndDownloadContent(IAsyncResult asyncResult):异步截止方法

  在大家调用EndDownloadContent方法的时候,倘使我们的web

从Delegate开始

  其实,APM在.NET3.5原先都被广大应用,在WinForm窗体控制中,在一个IO操作的类库中等等!大家可以很容易的找到搭配了Begin和End的主意,更要紧的是假使是有代理的地点,咱们都可以动用APM这种情势。我们来看一个很简短的例子:

delegate void EatAsync(string food);
private void button2_Click(object sender, EventArgs e)
{
    var myAsync = new EatAsync(eat);
    Trace.TraceInformation("Activate eating on thread: {0}", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
    myAsync.BeginInvoke("icecream", new AsyncCallback(clean), myAsync);
}

private void eat(string food)
{
    Trace.TraceInformation("I am eating.... on thread: {0}", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
}

private void clean(IAsyncResult asyncResult)
{
    Trace.TraceInformation("I am done eating.... on thread: {0}", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
}

  下边的代码中,大家通过把eat封装成一个信托,然后再调用该信托的BeginInvoke方法实现了异步的实践。也就是事实上的eat方法不是在主线程中推行的,我们可以看输出的结果:

  Desktop4.0.vshost.exe
Information: 0 : Activate eating on thread: 10
  Desktop4.0.vshost.exe
Information: 0 : I am eating…. on thread: 6
  Desktop4.0.vshost.exe
Information: 0 : I am done eating…. on thread: 6

  clean是大家传进去的callback,该方法会在大家的eat方法执行完之后被调用,所以它会和我们eat方法在同一个线程中被调用。我们只要熟稔代理的话就会精通,代码实际上会被编译成一个类,而BeginInvoke和EndInvoke方法正是编译器为大家机关加进去的艺术,我们不用额外做其它业务,这在最初没有TPL和async/await从前(APM从.NET1.0时期就有了),的确是一个不易的选项。

service调用还尚无回去,这那多少个时候就会用阻塞的章程去拿结果。不过在我们传到BeginDownloadContent中的callback被调用的时候,这操作必然是已经完成了,也就是说IAsyncResult.IsCompleted

true。而在APM异步编程情势中Begin方法总是回到IAsyncResult这些接口的落实。IAsyncReuslt仅仅包含以下4个特性:

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  WaitHanlde平常作为合办对象的基类,并且可以运用它来阻塞线程,更多音讯方可参考MSDN.aspx) 。
借助于IAsyncResult的匡助,我们就足以经过以下二种艺术去赢得当前所实施操作的结果。

  1. 轮询
  2. 强制等待
  3. 做到通知

  完成布告就是们在”WinForm异步调用Web瑟维斯(Service)”这结中用到的办法,调完Begin方法之后,主线程即使完成任务了。我们也不用监督该操作的实践意况,当该操作实践完事后,我们在Begin方法中传进去的callback就会被调用了,大家得以在非常形式中调用End方法去赢得结果。下边我们再简单说一下前方二种方法。

//轮询获取结果代码

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var pageContentService = new localhost.PageContent();
IAsyncResult asyncResult = pageContentService.BeginDownloadContent(
    "http://jesse2013.cnblogs.com",
    null,
    pageContentService);
 
while (!asyncResult.IsCompleted)
{
    Thread.Sleep(100);
}
var content = pageContentService.EndDownloadContent(asyncResult);

 // 强制等待结果代码

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var pageContentService = new localhost.PageContent();
IAsyncResult asyncResult = pageContentService.BeginDownloadContent(
    "http://jesse2013.cnblogs.com",
    null,
    pageContentService);
 
// 也可以调用WaitOne()的无参版本,不限制强制等待时间
if (asyncResult.AsyncWaitHandle.WaitOne(2000))
{
    var content = pageContentService.EndDownloadContent(asyncResult);
}
else
{
    // 2s时间已经过了,但是还没有执行完  
}

双重认识APM

刺探了Delegate实现的BeginInvoke和EndInvoke之后,我们再来分析一下APM用到的那个对象。
拿大家Web service的代理类来举例,它为大家转变了以下3个情势:

  1. string DownloadContent(string url): 同步方法
  2. IAsyncResult BeginDownloadContent(string url, AsyncCallback
    callback, object asyncState): 异步先导方法
  3. EndDownloadContent(IAsyncResult asyncResult):异步截止方法

  在大家调用EndDownloadContent方法的时候,假诺大家的web

EAP(Event-Based Asynchronous Pattern)

  EAP是在.NET2.0生产的另一种过渡的异步编程模型,也是在.NET3.5过后Microsoft匡助的一种做法,为啥吗?
假若我们建一个.NET4.0要么更高版本的WinForm项目,再去添加Web
Reference就会发觉变化的代理类中早就没有Begin和End方法了,记住在3.5的时候是双方共存的,你可以挑选随机一种来行使。可是到了.NET4.0过后,EAP成为了您唯一的选料。(我尚未品味过手动生成代理类,有趣味的同桌可以尝试一下)让我们来看一下在.NET4下,大家是怎样异步调用Web
瑟维斯(Service)的。

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private void button1_Click(object sender, EventArgs e)
{
    var pageContent = new localhost.PageContent();
    pageContent.DownloadContentAsync("http://jesse2013.cnblogs.com");
    pageContent.DownloadContentCompleted += pageContent_DownloadContentCompleted;
}
 
private void pageContent_DownloadContentCompleted(object sender, localhost.DownloadContentCompletedEventArgs e)
{
    if (e.Error == null)
    {
        textBox1.Text = e.Result;
    }
    else
    {
        // 出错了
    }
}

service调用还尚未重回,那这些时候就会用阻塞的主意去拿结果。不过在我们传到BeginDownloadContent中的callback被调用的时候,这操作必然是曾经完结了,也就是说IAsyncResult.IsCompleted

true。而在APM异步编程情势中Begin方法总是回到IAsyncResult那一个接口的实现。IAsyncReuslt仅仅包含以下4个属性:

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  WaitHanlde平时作为共同对象的基类,并且可以应用它来阻塞线程,更多消息可以参见MSDN.aspx) 。
借助于IAsyncResult的辅助,咱们就可以透过以下两种艺术去赢得当前所实施操作的结果。

  1. 轮询
  2. 强制等待
  3. 做到通知

  完成通知就是们在”WinForm异步调用Web瑟维斯(Service)”这结中用到的不二法门,调完Begin方法之后,主线程固然完成任务了。大家也不用监督该操作的实践情况,当该操作实践完事后,大家在Begin方法中传进去的callback就会被调用了,我们得以在特别格局中调用End方法去赢得结果。下面大家再简单说一下边前二种方法。

//轮询获取结果代码

var pageContentService = new localhost.PageContent();
IAsyncResult asyncResult = pageContentService.BeginDownloadContent(
    "http://jesse2013.cnblogs.com",
    null,
    pageContentService);

while (!asyncResult.IsCompleted)
{
    Thread.Sleep(100);
}
var content = pageContentService.EndDownloadContent(asyncResult);

 // 强制等待结果代码

var pageContentService = new localhost.PageContent();
IAsyncResult asyncResult = pageContentService.BeginDownloadContent(
    "http://jesse2013.cnblogs.com",
    null,
    pageContentService);

// 也可以调用WaitOne()的无参版本,不限制强制等待时间
if (asyncResult.AsyncWaitHandle.WaitOne(2000))
{
    var content = pageContentService.EndDownloadContent(asyncResult);
}
else
{ 
    // 2s时间已经过了,但是还没有执行完   
}

线程问题

  不精通我们仍然否记得,在APM格局中,callback是实践在另一个线程中,无法随易的去更新UI。不过倘诺你仔细看一下下边的代码,大家的DownloadContentCompleted事件绑定的方法中直接就改进了UI,把再次回到的内容写到了一个文本框里面。通过一致的办法可以窥见,在EAP这种异步编程形式下,事件绑定的主意也是在调用的不胜线程中实施的。也就是说解决了异步编程的时候UI交互的问题,而且是在同一个线程中进行。
看看下面的代码:

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private void button1_Click(object sender, EventArgs e)
{
    Trace.TraceInformation("Call DownloadContentAsync on thread: {0}", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
    Trace.TraceInformation("Is current from thread pool? : {0}", Thread.CurrentThread.IsThreadPoolThread ? "YES" "NO");
 
    var pageContent = new localhost.PageContent();
    pageContent.DownloadContentAsync("http://jesse2013.cnblogs.com");
    pageContent.DownloadContentCompleted += pageContent_DownloadContentCompleted;
}
 
private void pageContent_DownloadContentCompleted(object sender, localhost.DownloadContentCompletedEventArgs e)
{
    Trace.TraceInformation("Completed DownloadContentAsync on thread: {0}", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
    Trace.TraceInformation("Is current from thread pool? : {0}", Thread.CurrentThread.IsThreadPoolThread ? "YES" "NO");
}

  Desktop4.vshost.exe Information: 0 : Call DownloadContentAsync on
thread: 10

  Desktop4.vshost.exe Information: 0 : Is current from thread pool? :
NO

  Desktop4.vshost.exe Information: 0 : Completed DownloadContentAsync
on thread: 10

  Desktop4.vshost.exe Information: 0 : Is current from thread pool? :
NO

EAP(Event-Based Asynchronous Pattern)

  EAP是在.NET2.0出产的另一种过渡的异步编程模型,也是在.NET3.5随后Microsoft匡助的一种做法,为何吗?
假设我们建一个.NET4.0依旧更高版本的WinForm项目,再去添加Web
Reference就会意识变化的代办类中已经没有Begin和End方法了,记住在3.5的时候是两头共存的,你可以选拔随机一种来利用。然而到了.NET4.0之后,EAP成为了你唯一的采纳。(我从不尝试过手动生成代理类,有趣味的同室可以品尝一下)让大家来看一下在.NET4下,我们是哪些异步调用Web
瑟维斯(Service)的。

private void button1_Click(object sender, EventArgs e)
{
    var pageContent = new localhost.PageContent();
    pageContent.DownloadContentAsync("http://jesse2013.cnblogs.com");
    pageContent.DownloadContentCompleted += pageContent_DownloadContentCompleted;
}

private void pageContent_DownloadContentCompleted(object sender, localhost.DownloadContentCompletedEventArgs e)
{
    if (e.Error == null)
    {
        textBox1.Text = e.Result;
    }
    else
    { 
        // 出错了
    }
}

async/await 给WinFrom带来了如何

  假如说async给ASP.NET带来的是拍卖能力的提高,那么在WinForm中给程序员带来的裨益则是最大的。大家再也不要因为要贯彻异步写回调或者绑定事件了,省事了,可读性也增强了。不信你看下边我们将调用我们至极web
service的代码在.NET4.5下实现一下:

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private async void button2_Click(object sender, EventArgs e)
{
    var pageContent = new localhost.PageContentSoapClient();
    var content = await pageContent.DownloadContentAsync("http://jesse2013.cnblogs.com");
 
    textBox1.Text = content.Body.DownloadContentResult;
}

  简单的三行代码,像写同步代码一样写异步代码,我想可能这就是async/await的魔力吧。在await之后,UI线程就可以回去响应UI了,在上头的代码中我们是从未新线程发生的,和EAP一样得到结果直接就可以对UI操作了。

  async/await似乎的确很好,可是只要大家await后边的代码执行在其余一个线程中会发生什么事情吗?

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private async void button1_Click(object sender, EventArgs e)
{
    label1.Text = "Calculating Sqrt of 5000000";
    button1.Enabled = false;
    progressBar1.Visible = true;
 
    double sqrt = await Task<double>.Run(() =>
    {
        double result = 0;
        for (int i = 0; i < 50000000; i++)
        {
            result += Math.Sqrt(i);
 
            progressBar1.Maximum = 50000000;
            progressBar1.Value = i;
        }
        return result;
    });
 
    progressBar1.Visible = false;
    button1.Enabled = true;
    label1.Text = "The sqrt of 50000000 is " + sqrt;
}

  大家在界面中放了一个ProgressBar,同时开一个线程去把从1到5000000的平方全部加起来,看起来是一个可怜耗时的操作,于是我们用Task.Run开了一个新的线程去实践。(注:假假若纯运算的操作,多线程操作对性能没有多大帮扶,我们这边根本是想给UI一个速度显示当前展开到哪一步了。)看起来没有什么问题,我们按F5运转吧!
  Bomb~

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  当执行到此地的时候,程序就夭折了,告诉我们”无效操作,只可以从创设porgressBar的线程访问它。“
 这也是我们一起先波及的,在WinForm主次中,只有UI主线程才能对UI举办操作,另外的线程是从未权限的。接下来大家就来探望,假使在WinForm中落实非UI线程对UI控制的翻新操作。 

线程问题

  不晓得我们如故否记得,在APM模式中,callback是实行在另一个线程中,无法随易的去更新UI。可是一旦您精心看一下地点的代码,大家的DownloadContentCompleted事件绑定的艺术中一贯就革新了UI,把重回的情节写到了一个文本框里面。通过一致的方法可以窥见,在EAP这种异步编程形式下,事件绑定的法子也是在调用的相当线程中执行的。也就是说解决了异步编程的时候UI交互的问题,而且是在同一个线程中实施。
看看下边的代码:

private void button1_Click(object sender, EventArgs e)
{
    Trace.TraceInformation("Call DownloadContentAsync on thread: {0}", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
    Trace.TraceInformation("Is current from thread pool? : {0}", Thread.CurrentThread.IsThreadPoolThread ? "YES" : "NO");

    var pageContent = new localhost.PageContent();
    pageContent.DownloadContentAsync("http://jesse2013.cnblogs.com");
    pageContent.DownloadContentCompleted += pageContent_DownloadContentCompleted;
}

private void pageContent_DownloadContentCompleted(object sender, localhost.DownloadContentCompletedEventArgs e)
{
    Trace.TraceInformation("Completed DownloadContentAsync on thread: {0}", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
    Trace.TraceInformation("Is current from thread pool? : {0}", Thread.CurrentThread.IsThreadPoolThread ? "YES" : "NO");
}

  Desktop4.vshost.exe
Information: 0 : Call DownloadContentAsync on thread: 10

  Desktop4.vshost.exe
Information: 0 : Is current from thread pool? : NO

  Desktop4.vshost.exe
Information: 0 : Completed DownloadContentAsync on thread: 10

  Desktop4.vshost.exe
Information: 0 : Is current from thread pool? : NO

不同线程之间通讯的题材

async/await 给WinFrom带来了什么

  假若说async给ASP.NET带来的是拍卖能力的增强,那么在WinForm中给程序员带来的好处则是最大的。我们再也并非因为要落实异步写回调或者绑定事件了,省事了,可读性也增强了。不信你看下边我们将调用大家这个web
service的代码在.NET4.5下实现一下:

private async void button2_Click(object sender, EventArgs e)
{
    var pageContent = new localhost.PageContentSoapClient();
    var content = await pageContent.DownloadContentAsync("http://jesse2013.cnblogs.com");

    textBox1.Text = content.Body.DownloadContentResult;
}

  简单的三行代码,像写同步代码一样写异步代码,我想也许这就是async/await的魔力吧。在await之后,UI线程就足以回来响应UI了,在地点的代码中我们是一直不新线程发生的,和EAP一样拿到结果一向就可以对UI操作了。

  async/await似乎真正很好,然则只要大家await前面的代码执行在此外一个线程中会暴发咋样工作吗?

private async void button1_Click(object sender, EventArgs e)
{
    label1.Text = "Calculating Sqrt of 5000000";
    button1.Enabled = false;
    progressBar1.Visible = true;

    double sqrt = await Task<double>.Run(() =>
    {
        double result = 0;
        for (int i = 0; i < 50000000; i++)
        {
            result += Math.Sqrt(i);

            progressBar1.Maximum = 50000000;
            progressBar1.Value = i;
        }
        return result;
    });

    progressBar1.Visible = false;
    button1.Enabled = true;
    label1.Text = "The sqrt of 50000000 is " + sqrt;
}

  大家在界面中放了一个ProgressBar,同时开一个线程去把从1到5000000的平方全体加起来,看起来是一个可怜耗时的操作,于是我们用Task.Run开了一个新的线程去实施。(注:假诺是纯运算的操作,多线程操作对性能没有多大帮扶,大家这里根本是想给UI一个进度呈现当前拓展到哪一步了。)看起来没有什么样问题,我们按F5周转吧!
  Bomb~

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  当执行到这边的时候,程序就完蛋了,告诉我们”无效操作,只好从创建porgressBar的线程访问它。“
 那也是我们一最先波及的,在WinForm先后中,只有UI主线程才能对UI进行操作,此外的线程是一直不权力的。接下来我们就来看看,如果在WinForm中落实非UI线程对UI控制的更新操作。 

万能的Invoke

  WinForm中大部分的控件包括窗体在内都实现了Invoke.aspx)方法,可以流传一个Delegate,这些Delegate将会被抱有相当控制的线程所调用,从而制止了跨线程访问的题材。

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Trace.TraceInformation("UI Thread : {0}", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
double sqrt = await Task<double>.Run(() =>
{
    Trace.TraceInformation("Run calculation on thread: {0}", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
    double result = 0;
    for (int i = 0; i < 50000000; i++)
    {
        result += Math.Sqrt(i);
        progressBar1.Invoke(new Action(() => {
            Trace.TraceInformation("Update UI on thread: {0}", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
            progressBar1.Maximum = 50000000;
            progressBar1.Value = i;
        }));
    }
    return result;
});

  Desktop.vshost.exe Information: 0 : UI Thread : 9
  Desktop.vshost.exe Information: 0 : Run calculation on thread: 10
  Desktop.vshost.exe Information: 0 : Update UI on thread: 9

  Invoke方法比较简单,我们就不做过多的探讨了,不过我们要考虑到一些,Invoke是WinForm实现的UI跨线程沟通形式,WPF用的却是Dispatcher,倘诺是在ASP.NET下跨线程之间的同台又怎么做呢。为了配合各类技能平台下,跨线程同步的问题,Microsoft在.NET2.0的时候就引入了大家下边的这几个目的。

今非昔比线程之间通讯的题材

SynchronizationContext上下文同步对象

为什么需要SynchronizationContext

  就像大家在WinForm中遇见的题目一样,有时候大家需要在一个线程中传递一些数码或者做一些操作到另一个线程。不过在大多数情形下这是不容许的,出于安全因素的考虑,每一个线程都有它独自的内存空间和上下文。因而在.NET2.0,微软推出了SynchronizationContext。

  它至关重要的效应之一是为大家提供了一种将部分行事职责(Delegate)以队列的措施存储在一个上下文对象中,然后把这一个上下文对象关联到具体的线程上,当然有时候五个线程也能够提到到同一个SynchronizationContext对象。获取当前线程的一块儿上下文对象足以应用SynchronizationContext.Current。同时它还为我们提供以下六个模式Post和Send,分别是以异步和一起的办法将大家地点说的劳作职责放到我们SynchronizationContext的体系中。

SynchronizationContext示例

  依然拿我们地点Invoke中用到的事例举例,只是本次大家不直接调用控件的Invoke方法去改进它,而是写了一个Report的方法专门去更新UI。

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double sqrt = await Task<double>.Run(() =>
{
    Trace.TraceInformation("Current thread id is:{0}", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
 
    double result = 0;
    for (int i = 0; i < 50000000; i++)
    {
        result += Math.Sqrt(i);
        Report(new Tuple<intint>(50000000, i));
    }
    return result;
});

  每一回操作完之后我们调用一下Report方法,把我们一起要算的数字,以及当前正在测算的数字传给它就足以了。接下来就看我们的Report方法了。

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private SynchronizationContext m_SynchronizationContext;
private DateTime m_PreviousTime = DateTime.Now;
 
public Form1()
{
    InitializeComponent();
    // 在全局保存当前UI线程的SynchronizationContext对象
    m_SynchronizationContext = SynchronizationContext.Current;
}
 
public void Report(Tuple<intint> value)
{
    DateTime now = DateTime.Now;
    if ((now - m_PreviousTime).Milliseconds > 100)
    {
        m_SynchronizationContext.Post((obj) =>
        {
            Tuple<intint> minMax = (Tuple<intint>)obj;
            progressBar1.Maximum = minMax.Item1;
            progressBar1.Value = minMax.Item2;
        }, value);
 
        m_PreviousTime = now;
    }
}

  整个操作看起来要比Inovke复杂一点,与Invoke不同的是SynchronizationContext不需要对Control的引用,而Invoke必须先得有这些控件才能调用它的Invoke方法对它举行操作。

万能的Invoke

  WinForm中大部分的控件包括窗体在内都兑现了Invoke.aspx)方法,可以流传一个Delegate,这么些Delegate将会被抱有分外控制的线程所调用,从而避免了跨线程访问的题目。

Trace.TraceInformation("UI Thread : {0}", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
double sqrt = await Task<double>.Run(() =>
{
    Trace.TraceInformation("Run calculation on thread: {0}", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
    double result = 0;
    for (int i = 0; i < 50000000; i++)
    {
        result += Math.Sqrt(i);
        progressBar1.Invoke(new Action(() => {
            Trace.TraceInformation("Update UI on thread: {0}", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
            progressBar1.Maximum = 50000000;
            progressBar1.Value = i;
        }));
    }
    return result;
});

  Desktop.vshost.exe Information: 0 : UI
Thread : 9
  Desktop.vshost.exe Information: 0 : Run calculation on
thread: 10
  Desktop.vshost.exe
Information: 0 : Update UI on thread: 9

  Invoke方法相比简单,我们就不做过多的探究了,但是大家要考虑到一些,Invoke是WinForm实现的UI跨线程交换形式,WPF用的却是Dispatcher,假若是在ASP.NET下跨线程之间的一头又如何是好呢。为了配合各样技能平台下,跨线程同步的问题,Microsoft在.NET2.0的时候就引入了俺们下边的那多少个目的。

小结

  那篇博客内容有点长,不知道有稍许人得以见到这里:)。最初始我只是想写写WinFrom下异步调用Web
瑟维斯(Service)的一对事物,在一始发这篇文书的题目是”异步编程在WinForm下的实施“,可是写着写着发现更是多的迷团没有解开,其实都是一对老的技巧从前尚未接触和控制好,所以所幸就一遍性把她们都重新学习了五遍,与我们享用。

  大家再来回顾一下作品所涉及到的部分重点的定义:

  1. async/await
    在ASP.NET做的最大贡献(早期ASP.NET的异步开发格局同样也有这么的进献),是在拜访数据库的时候、访问远程IO的时候立刻放出了如今的拍卖性程,可以让这个线程回到线程池中,从而实现能够去处理任何请求的功能。
  2. 异步的ASP.NET开发能够在拍卖能力上带来多大的滋长,取决于我们的次第有多少日子是被堵塞的,也就是那多少个访问数据库和远程瑟维斯(Service)(Service)的日子。
  3. 除此之外将代码改成异步,我们还需要在IIS上做一些周旋的布局来兑现最优化。
  4. 无论是是ASP.NET、WinForm如故Mobile、如故平板,在大型系统中都只是一个与用户交互的端而已,所以无论是您现在是做所谓的前端(JavaScript +
    CSS等),还是所谓的后端(ASP.NET MVC、WCF、Web API 等
    ),又或者是相比新颖的移动端(IOS也好,Andrioid也罢,哪怕是不争气的WP),都只是全方位大型系统中的零星一角而已。当然我并不是降级这一个端的价值,正是因为我们注意于不同,努力提高每一个端的用户体验,才能让那一个巨型系统有有名的时机。我想说的是,在您对当今技能得到一定的成就之后,不要截止学习,因为任何软件架构序列中还有为数不少居多了不起的事物值得我们去发现。
  5. APM和EAP是在async/await以前的两种不同的异步编程形式。
  6. APM假使不封堵主线程,那么成功通知(回调)就会举办在此外一个线程中,从而给大家更新UI带来一定的题目。
  7. EAP的关照事件是在主线程中举行的,不会设有UI交互的题目。
  8. 最终,大家还学习了在Winform下不同线程之间相互的问题,以及SynchronizationContext。
  9. APM是.NET下最早的异步编程方法,从.NET1.0以来就有了。在.NET2.0的时候,微软察觉到了APM的回调函数中与UI交互的题目,于是带来了新的EAP。APM与EAP一向并存到.NET3.5,在.NET4.0的时候微软带动了TPL,也就是我们所熟稔的Task编程,而.NET4.5就是咱们大家精通的async/await了,可以看到.NET从来在不停的开拓进取,加上多年来频频的和开源社区的合作,跨平台等特点的引入,大家有理由相信.NET会越走越好。

  最终,那篇小说从找材料学习到写出来,差不多花了本人六个周未的光阴,希望可以给急需的人要么感兴趣想要不断学习的人一点赞助(不管是往前读书,如故以后学习)最终还要感谢@田园里面的蟋蟀,在翻阅的时候给我找了一些错别字!

SynchronizationContext上下文同步对象

干什么需要SynchronizationContext

  就像我们在WinForm中遭逢的题材同样,有时候我们需要在一个线程中传送一些数目如故做一些操作到另一个线程。可是在多数处境下这是不允许的,出于安全因素的设想,每一个线程都有它独立的内存空间和上下文。由此在.NET2.0,微软生产了SynchronizationContext。

  它最重要的法力之一是为大家提供了一种将一些做事职责(Delegate)以队列的情势存储在一个上下文对象中,然后把这一个上下文对象关联到现实的线程上,当然有时三个线程也足以提到到同一个SynchronizationContext对象。获取当前线程的协同上下文对象可以运用SynchronizationContext.Current。同时它还为我们提供以下多个情势Post和Send,分别是以异步和一块的章程将大家地点说的办事职责放到我们SynchronizationContext的队列中。

SynchronizationContext示例

  仍然拿大家地点Invoke中用到的事例举例,只是这一次我们不直接调用控件的Invoke方法去立异它,而是写了一个Report的点子专门去更新UI。

double sqrt = await Task<double>.Run(() =>
{
    Trace.TraceInformation("Current thread id is:{0}", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);

    double result = 0;
    for (int i = 0; i < 50000000; i++)
    {
        result += Math.Sqrt(i);
        Report(new Tuple<int, int>(50000000, i));
    }
    return result;
});

  每便操作完未来我们调用一下Report方法,把我们总共要算的数字,以及当前正值测算的数字传给它就足以了。接下来就看大家的Report方法了。

private SynchronizationContext m_SynchronizationContext;
private DateTime m_PreviousTime = DateTime.Now;

public Form1()
{
    InitializeComponent();
    // 在全局保存当前UI线程的SynchronizationContext对象
    m_SynchronizationContext = SynchronizationContext.Current;
}

public void Report(Tuple<int, int> value)
{
    DateTime now = DateTime.Now;
    if ((now - m_PreviousTime).Milliseconds > 100)
    {
        m_SynchronizationContext.Post((obj) =>
        {
            Tuple<int, int> minMax = (Tuple<int, int>)obj;
            progressBar1.Maximum = minMax.Item1;
            progressBar1.Value = minMax.Item2;
        }, value);

        m_PreviousTime = now;
    }
}

  整个操作看起来要比Inovke复杂一点,与Invoke不同的是SynchronizationContext不需要对Control的引用,而Invoke必须先得有这多少个控件才能调用它的Invoke方法对它进行操作。

引用 & 扩充阅读

http://blogs.msdn.com/b/tmarq/archive/2010/04/14/performing-asynchronous-work-or-tasks-in-asp-net-applications.aspx
http://blog.stevensanderson.com/2008/04/05/improve-scalability-in-aspnet-mvc-using-asynchronous-requests
http://blogs.msdn.com/b/tmarq/archive/2007/07/21/asp-net-thread-usage-on-iis-7-0-and-6-0.aspx 
http://blogs.msdn.com/b/tmarq/archive/2010/04/14/performing-asynchronous-work-or-tasks-in-asp-net-applications.aspx
http://mohamadhalabi.com/2014/05/08/thread-throttling-in-iis-hosted-wcf-sync-vs-async/
Pro Asynchronous Programs with .NET by Richard Blewett and Andrew Clymer

作者:Jesse 出处: http://jesse2013.cnblogs.com/

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小结

  这篇博客内容有点长,不知晓有些许人方可看来此间:)。最起头自己只是想写写WinFrom下异步调用Web
Service的部分事物,在一先导这篇文书的问题是”异步编程在WinForm下的推行“,不过写着写着发现更是多的迷团没有解开,其实都是有的老的技术在此之前从未有过接触和明白好,所以所幸就一遍性把他们都重新学习了一回,与我们享受。

  我们再来回顾一下稿子所涉嫌到的有的重要的概念:

  1. async/await
    在ASP.NET做的最大进献(早期ASP.NET的异步开发形式同样也有这般的孝敬),是在做客数据库的时候、访问远程IO的时候立刻放出了脚下的拍卖性程,可以让这多少个线程回到线程池中,从而实现能够去处理任何请求的效益。
  2. 异步的ASP.NET开发可以在拍卖能力上带来多大的提升,取决于我们的主次有微微日子是被封堵的,也就是那么些访问数据库和长途Service的时光。
  3. 除了将代码改成异步,大家还索要在IIS上做一些针锋相对的安排来促成最优化。
  4. 不论是是ASP.NET、WinForm依旧Mobile、如故平板,在大型系统中都只是一个与用户交互的端而已,所以不管您现在是做所谓的前端(JavaScript +
    CSS等),依旧所谓的后端(ASP.NET MVC、WCF、Web API 等
    ),又或者是相比新颖的移动端(IOS也好,Andrioid也罢,哪怕是不争气的WP),都只是总体大型系统中的零星一角而已。当然我并不是降级这一个端的价值,正是因为大家注意于不同,努力提高每一个端的用户体验,才能让那个巨型系统有出名的空子。我想说的是,在您对现行技能拿到一定的落成之后,不要停止学习,因为所有软件架构体系中还有很多众多脍炙人口的事物值得我们去发现。
  5. APM和EAP是在async/await从前的两种不同的异步编程情势。
  6. APM假若不封堵主线程,那么成功通知(回调)就会执行在其它一个线程中,从而给我们更新UI带来一定的问题。
  7. EAP的打招呼事件是在主线程中执行的,不会设有UI交互的题材。
  8. 说到底,我们还学习了在Winform下不同线程之间相互的题材,以及SynchronizationContext。
  9. APM是.NET下最早的异步编程方法,从.NET1.0来说就有了。在.NET2.0的时候,微软意识到了APM的回调函数中与UI交互的题材,于是带来了新的EAP。APM与EAP一向并存到.NET3.5,在.NET4.0的时候微软带动了TPL,也就是大家所熟悉的Task编程,而.NET4.5就是我们我们清楚的async/await了,可以看到.NET一向在不停的腾飞,加上多年来持续的和开源社区的协作,跨平台等风味的引入,大家有理由相信.NET会越走越好。

  最终,这篇作品从找资料学习到写出来,差不多花了自家多少个周未的年华,希望可以给急需的人或者感兴趣想要不断学习的人或多或少帮手(不管是往前读书,如故以后学习)最终还要感谢@田园里面的蟋蟀,在阅读的时候给自身找了有的错别字!

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posted @ 2014-07-15
08:42 腾飞(Jesse) 阅读(19808) 评论(152) 编辑 收藏

引用 & 扩大阅读

http://blogs.msdn.com/b/tmarq/archive/2010/04/14/performing-asynchronous-work-or-tasks-in-asp-net-applications.aspx
http://blog.stevensanderson.com/2008/04/05/improve-scalability-in-aspnet-mvc-using-asynchronous-requests
http://blogs.msdn.com/b/tmarq/archive/2007/07/21/asp-net-thread-usage-on-iis-7-0-and-6-0.aspx 
http://blogs.msdn.com/b/tmarq/archive/2010/04/14/performing-asynchronous-work-or-tasks-in-asp-net-applications.aspx
http://mohamadhalabi.com/2014/05/08/thread-throttling-in-iis-hosted-wcf-sync-vs-async/
Pro Asynchronous Programs with .NET by Richard Blewett and Andrew Clymer

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