.NET中的异步编程-EAP/APM使用方法及案例介绍

从.NET 4.5开始，支持的三种异步编程模式：
•基于事件的异步编程设计模式 （EAP，Event-based Asynchronous Pattern）
•异步编程模型（APM，Asynchronous Programming Model）
•基于任务的编程模型（TAP，Task-based Asynchronous Pattern）
基于任务的异步模式 (TAP) 是基于 System.Threading.Tasks 命名空间的 Task 和 Task<TResult>，用于表示任意异步操作。 TAP 是新开发的建议异步设计模式，之后再讨论。

先总结一下旧有的2种模式：EAP、APM。
从以下几个方面，看这2种异步编程方式的异同：
•命名、参数、返回值
•典型应用
•捕获异常
•状态
•取消操作
•进度报告

EAP
命名、参数、返回值
EAP的编程模式的代码命名有以下特点：
•将有一个或多个名为 “[方法名称]Async” 的方法。这些方法可能会创建同步版本的镜像，这些同步版本会在当前线程上执行相同的操作。
•该类还可能有一个 “[方法名称]Completed” 事件，监听异步方法的结果。
•它可能会有一个 “[方法名称]AsyncCancel”（或只是 CancelAsync）方法，用于取消正在进行的异步操作。
参数和返回值都没有特殊规定，按照业务需求而定

典型应用
以请求一个Url为例


代码如下:

public class EAP_Typical
{
public static void AsyncRun()
{
Utility.Log("AsyncRun:start");
//测试网址
string url = http://sports.163.com/nba/;
using (WebClient webClient = new WebClient())
{
//获取完成情况
webClient.DownloadStringCompleted += new DownloadStringCompletedEventHandler(webClient_DownloadStringCompleted);
webClient.DownloadStringAsync(new Uri(url));
Utility.Log("AsyncRun:download_start");
}
}
static void webClient_DownloadStringCompleted(object sender, DownloadStringCompletedEventArgs e)
{
string log = "AsyncRun:download_completed";
//获取返回结果
log += "|result_size=" + Utility.GetStrLen(e.Result);
Utility.Log(log);
}
}

捕获异常
异常信息一般在Completed的事件参数中传递的。紧接上面的例子，如果需要获取返回的异常信息，则需要改写一下DownloadStringComleted的方法。


代码如下:

static void webClient_DownloadStringCompleted(object sender, DownloadStringCompletedEventArgs e)
{
string log = "AsyncRun:download_completed";
if (e.Error != null) //可见，在事件的参数传输异常信息
{
//出现异常，就记录异常
log += "|error=" + e.Error.Message;
}
else
{
//没有出现异常，则记录结果
log += "|result_size=" + Utility.GetStrLen(e.Result);
}
Utility.Log(log);
}

状态
EAP本身并没有维护状态，如果需要的话，应该设置不同的时间响应不同的状态改变；
假设刚才的DownloadStringAsync，需要增加多几个状态值，可以考虑增加多几个事件。
如
Event DownloadStringStarted（响应下载刚开始）
Event DownloadStringPending（响应下载阻塞中）
Event DownloadStringCancel（响应下载取消时）
等等。

取消操作
按命名规范，如果操作对应有“[方法名称]AsyncCancel”（或只是 CancelAsync）方法，则支持取消操作。
取消的状态捕获，还是以刚才的下载Url输出html为例，还是在DownloadStringCompleted 获取取消与否的状态。DownloadStringCompletedEventArgs. Cancelled
注意的是，如果用户执行了CancelAsync后，在DownloadStringCompletedEventArgs.Error就会获取到对应的异常，此时不要再取DownloadStringCompletedEventArgs.Result。

进度报告
EAP没有硬性规定说要支持进度报告，但可以很顺其自然地通过时间响应进度变化。
以当前例子，WebClient 就提供了DownloadProgressChanged 做进度变化的响应事件。

APM
命名、参数、返回值
APM的编程模式的代码命名有以下特点：
•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 操作名称。 例如，FileStream 类提供 BeginRead 和 EndRead 方法来从文件异步读取字节。 这两个方法实现了 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。

典型应用
以请求一个Url为例


代码如下:

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Net;
using System.IO;
namespace AsyncTest1.APM
{
public class APMTestRun1
{
public static void AsyncRun()
{
Utility.Log("APMAsyncRun:start");
//测试网址
string url = "http://sports.163.com/nba/";
HttpWebRequest webRequest = HttpWebRequest.Create(url) as HttpWebRequest;
webRequest.BeginGetResponse(Callback, webRequest);
Utility.Log("AsyncRun:download_start");
}
private static void Callback(IAsyncResult ar)
{
var source = ar.AsyncState as HttpWebRequest;
var response = source.EndGetResponse(ar);
using (var stream = response.GetResponseStream())
{
using (var reader = new StreamReader(stream))
{
string content = reader.ReadToEnd();
Utility.Log("AsyncRun:result_size=" + Utility.GetStrLen(content));
}
}
}
}
}

委托的异步调用也用的是APM模式，这个方式的强大之处，在于可以使任何方法编程异步调用。


代码如下:

/// <summary>
/// 一个耗时的方法
/// </summary>
private static void CaluateManyNumber() {
for (int i = 0; i < 10; i++)
{
Thread.Sleep(100);
Console.WriteLine("loop==>"+i.ToString());
}
}
/// <summary>
/// 委托，让耗时方法可以异步执行
/// </summary>
public static void AsyncDelegate() {
//委托简单的包装了一下方法
Action action = CaluateManyNumber;
action.BeginInvoke(DelegateCallback, null);
Console.WriteLine("action begin");
}
/// <summary>
/// 异步回调
/// </summary>
/// <param name="ar"></param>
private static void DelegateCallback(IAsyncResult ar) {
AsyncResult asyncResult = ar as AsyncResult;
var delegateSource = asyncResult.AsyncDelegate as Action;
delegateSource.EndInvoke(ar);
Console.WriteLine("action end");
}

捕获异常
异常信息要在[End操作名称]中获取。


代码如下:

private static void Callback(IAsyncResult ar)
{
var source = ar.AsyncState as HttpWebRequest;
WebResponse response = null;
try
{
response = source.EndGetResponse(ar);
}
catch (Exception ex) {
Utility.Log("error:" + ex.Message);
response = null;
}
if (response != null)
{
using (var stream = response.GetResponseStream())
{
using (var reader = new StreamReader(stream))
{
string content = reader.ReadToEnd();
Utility.Log("AsyncRun:result_size=" + Utility.GetStrLen(content));
}
}
}
}

状态和取消操作、进度报告
APM模式本身不支持状态多样化和取消操作、进度报告。