C#-异步

阿迪卡多
103 阅读4分钟

想象你是个独居的打工人，某天早上要给自己做顿丰盛早餐：

  1. 煮咖啡（3分钟）
  2. 煎蛋（6分钟）
  3. 煎培根（6分钟）
  4. 烤面包+抹果酱（5分钟）
  5. 倒橙汁（1分钟）

💣 同步灾难版（30分钟）： 就像强迫症一样，你必须盯着咖啡壶煮完才能开火煎蛋，煎蛋时连面包都不敢放进烤箱。所有事情排长队，面包烤好时咖啡都凉了，妥妥的「早餐吃成早午餐」。

✨ 异步觉醒版（20分钟）： 你突然掌握了时间管理术！咖啡壶开始煮就立刻热煎锅，煎蛋时培根也下锅，面包塞进烤箱后还能抽空摆盘。就像开了分身术，但依然手忙脚乱——因为每次都要等当前任务完成才能继续（await）

🚀 并发进阶版（6分钟）： 此刻你化身厨房指挥官！咖啡壶、煎锅、烤箱同时启动，用三个魔法咒语记录任务进度：

var 煎蛋任务 = 开火煎蛋Async();
var 培根任务 = 煎培根Async();
var 烤面包任务 = 烤面包抹酱Async();

然后像等外卖一样，哪个先好就先处理哪个：

while(任务列表.Count > 0){
    var 完成的任务 = await Task.WhenAny(任务列表);
    if(完成的任务 == 煎蛋任务) 摆盘鸡蛋();
    //...其他任务同理
}

💡 核心秘籍： • async/await就像智能闹钟：设定好后不用干等，先去忙别的 • Task对象是「厨房计时器」，帮我们追踪每个料理的状态 • WhenAny像外卖平台的「最快送达」提示，WhenAll则是「等所有外卖到齐」 • 即使某个任务烧焦了（抛出异常），也能第一时间发现处理

🥪 早餐哲学启示： • 异步不是多线程（不需要雇多个厨师） • 代码像菜谱一样易读，却暗藏高效的时间魔法 • 现代程序就像快餐店，异步能让收银台不卡顿、后厨不空等

最后送上程序员早餐秘诀：不要用.Wait()干等面包烤好，小心触发烟雾报警（线程阻塞）！🚒用await才能优雅地边烤面包边刷手机～

C# 异步编程的经典案例——以“做早餐”为例

案例背景 🌅

假设程序员小明要在一个早晨完成 5 件事：煮咖啡、煎蛋、煎培根、烤面包、倒橙汁。如果按同步方式处理（一件件做），总耗时约 30 分钟；但用异步编程优化后，只需 6 分钟！这个例子生动体现了异步编程的核心理念：“不干等，边等边做”。

同步 vs 异步的代码对比

1. 同步灾难版（耗时 30 分钟）

Coffee cup = PourCoffee();  // 煮咖啡（3分钟）
Egg eggs = FryEggs(2);      // 煎蛋（6分钟）
Bacon bacon = FryBacon(3);  // 煎培根（6分钟）
Toast toast = ToastBread(2); // 烤面包（5分钟）
Juice oj = PourOJ();        // 倒橙汁（1分钟）

• 问题：每个任务必须等前一个完成才能开始，咖啡凉了面包还没烤好。

2. 异步优化版（耗时 6 分钟）

// 同时启动所有任务
var coffeeTask = MakeCoffeeAsync();
var eggsTask = FryEggsAsync();
var baconTask = FryBaconAsync();
var toastTask = ToastBreadAsync();

// 等待所有任务完成
await Task.WhenAll(coffeeTask, eggsTask, baconTask, toastTask);

// 最后倒橙汁
Juice oj = PourOJ();

• 关键点：
• 使用 Task.WhenAll 并行执行耗时操作
• 异步方法用 async/await 标记，避免阻塞主线程
• 总耗时 ≈ 最长任务时间（煎蛋/煎培根的 6 分钟）

其他经典应用场景

  1. 文件异步读写

    public async Task SaveLogAsync(string message) {
    await File.WriteAllTextAsync("log.txt", $"{DateTime.Now}: {message}");
}

    • 优势：写入文件时程序可继续响应其他操作。

  2. 网络请求并行处理

    var tasks = new List<Task<string>>();
tasks.Add(client.GetStringAsync("https://api1.com"));
tasks.Add(client.GetStringAsync("https://api2.com"));
string[] results = await Task.WhenAll(tasks);

    • 同时请求多个接口，提升吞吐量。

  3. 流式数据处理（IAsyncEnumerable）

    public async IAsyncEnumerable<int> FetchDataStreamAsync() {
    for (int i = 0; i < 1000000; i++) {
        await Task.Delay(100); // 模拟分批获取
        yield return i;        // 逐条返回，不占满内存
    }
}

    • 适合海量数据场景（如日志分析）。

避坑指南 ⚠️

• 不要用 .Result 或 .Wait()：会导致死锁（如 GUI 线程阻塞）
• 异常处理：用 try-catch 包裹 await，避免静默失败
• 避免 async void：除事件处理器外，一律用 async Task

总结

异步编程的核心是通过 Task 管理“后台任务清单”，用 await 实现“挂起-恢复”机制。想象你点了一杯咖啡，服务员给你一个取餐号（Task<bool>），然后你可以去干别的事（比如看手机）。当咖啡做好（异步操作完成），服务员叫你的号（await 结束），你拿到咖啡（bool 值）继续喝。如果没有 await，你就一直站在柜台前干等，无法做其他事情（阻塞线程）。

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