自己动手写个异步IO函数 --(基于 c# Task)

前言    对于服务端,达到高性能、高扩展离不开异步。对于客户端,函数执行时间是1毫秒还是100毫秒差别不大,没必要为这一点点时间煞费苦心。对于异步,好多人还有误解,如: 异步就是多线程;异步就是如何利用好线程池。异步不是这么简单,否则微软没必要在异步上花费这么多心思。本文就介绍异步最新的实现方式:Task,并自己动手写一个异步IO函数。只有了解了异步函数内部实现方式,才能更好的利用它。

  对于c#,异步处理经过了多个阶段,但是对于现阶段异步就是Task,微软用Task来抽象异步操作。以后的异步函数,处理的都是Task。你会看到处处都是task的身影。为了处理Task,c#引入了两个关键词async,await。这两个关键词也可以说是一个关键词,因为async的存在是为了表明await是关键词。总而言之:两个关键词干了一件事,async关键词并不改变函数的声明。

  有人说await就是语法糖,不值得大书特书,我只能说你错了。软件开发坚持的原则为:代码要省,代码要清晰易懂!如果没有语法糖,代码的维护性大大降低。await这个语法糖做的事很多;如果不用await,处理同样的逻辑,需要多写很多代码,并导致逻辑不清晰。

Task的分类

   异步分为两类 compute-base 和 IO-base。compute-base就是计算密集型,函数所有的操作都是在内存中,不涉及IO;如果运行这个函数,则单个线程利用率达100%;IO-base就是涉及到IO,IO包括文件读写,socket读写;这类异步操作底层涉及到IOCP(完成端口)。相应的,Task也分为两类。

  对于这两个区别可以举个例子来区分:一台电脑为4个线程。如果同时有4个compute-base线程运行,cpu的利用率为100%。如果同时有4个 IO-base的异步操作,cpu利用率可能远远低于100%。

  对于.net 库,有些函数会有两个版本:一个是同步操作,一个是异步操作(函数名以Async结尾,返回值为Task)。举个例子:

     

自己动手写个异步IO函数 --(基于 c# Task)

    这是WebClient类获取网址内容函数。你会问DownloadStringTaskAsync是compute-base  Task,还是 IO-base Task?我可以肯定的告诉你:只要是.net基本类库提供的异步函数基本都是IO-base Task(微软官方文档是这样要求)。其实这样要求是有道理的:对于compute-base异步,比较容易封装;再者,这样的异步是不能大规模的并发的。如果16个线程cpu,同时并发16个这样的异步操作就是上限了;如果再多,反而会有害!

  有人说,如果基本类库不提供 IO-base Task函数,我也可以封装一下,这个也不难啊!代码如下:

//把一个同步操作,改造成异步 public static async Task<byte[]> DownloadDataAsync(string url) { WebRequest request = WebRequest.Create(url); return await Task.Run(() => { using (var response = request.GetResponse()) using (var responseStream = response.GetResponseStream()) using (var result = new MemoryStream()) { responseStream.CopyTo(result); return result.ToArray(); } }); }

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