浅谈Net异步编程的前世今生E

前言

在上一篇博文中,我们提到了APM模型实现异步编程的模式,通过使用APM模型,可以简化.Net中编写异步程序的方式,但APM模型本身依然存在一些缺点,如无法得知操作进度,不能取消异步操作等。

针对这些缺点,微软在.Net2.0中提出了基于事件的异步模式,简称为EAP模型。

第二个异步编程模型:EAP

概述

EAP,全称Event-basedAsynchronousPattern,基于事件的异步模式,它提供了一系列的事件声明与方法,用于实现异步模式的各个阶段。

典型的内置组件为BackgroundWorker组件,本文中我们将使用它来探寻此种模式的执行过程。

使用

我们需要创建一个窗体应用,并模拟下载实时进度显示。创建WinForm后,放入Label控件用于展示下载进度和其他信息,并加入两个Button按钮,分别为开始下载和取消下载,再放入我们的主角:BackgroundWorker组件,如图所示:

在加入这些基本组件后,我们开始这一次的编码之旅,BackgroundWorker在后台属于一个类,因此它已经内置了部分属性和事件:

这些属性中包含取消、支持进度更新、判断是否执行等,恰恰是我们在这次异步操作中需要的。于是,我们根据需求编写了以下代码:

usingSystem;usingSystem.Collections.Generic;usingSystem.ComponentModel;usingSystem.Data;usingSystem.Drawing;usingSystem.IO;usingSystem.Linq;usingSystem.Text;usingSystem.Threading;usingSystem.Threading.Tasks;usingSystem.Windows.Forms;namespaceBackgroundWorkerDemo{publicpartialclassBackgroundWorkerForm:Form{publicBackgroundWorkerForm(){InitializeComponent();backgroundWorker1.WorkerReportsProgress=true;backgroundWorker1.WorkerSupportsCancellation=true;}///summary///点击开始下载按钮////summary///paramname="sender"/param///paramname="e"/paramprivatevoidbtnDownLoad_Click(objectsender,EventArgse){if(!backgroundWorker1.IsBusy)//判断是否正在执行异步操作{//backgroundWorker开始执行异步操作backgroundWorker1.RunWorkerAsync();}}///summary///点击取消按钮////summary///paramname="sender"/param///paramname="e"/paramprivatevoidbtnCancel_Click(objectsender,EventArgse){if(backgroundWorker1.WorkerSupportsCancellation)//判断是否支持异步取消操作{//开始执行取消操作backgroundWorker1.CancelAsync();}}///summary///backgroundworker异步执行事件////summary///paramname="sender"/param///paramname="e"/paramprivatevoidbackgroundWorker1_DoWork(objectsender,DoWorkEventArgse){System.ComponentModel.BackgroundWorkerworker=senderasSystem.ComponentModel.BackgroundWorker;stringmsg="当前线程是否为后台线程:"+Thread.CurrentThread.IsBackground+",是否为线程池线程:"+Thread.CurrentThread.IsThreadPoolThread;WriteLog("Backgroundworker日志",msg);for(inti=0;i20;i++){if(worker.CancellationPending){e.Cancel=true;break;}else{//模拟下载执行进度Thread.Sleep();worker.ReportProgress(i*5);}}}///summary///进度报告事件////summary///paramname="sender"/param///paramname="e"/paramprivatevoidbackgroundWorker1_ProgressChanged(objectsender,ProgressChangedEventArgse){lblProcess.Text="当前下载进度为:"+e.ProgressPercentage+"%,是否为后台线程:"+Thread.CurrentThread.IsBackground+",是否为线程池线程:"+Thread.CurrentThread.IsThreadPoolThread;}///summary///异步操作完成事件////summary///paramname="sender"/param///paramname="e"/paramprivatevoidbackgroundWorker1_RunWorkerCompleted(objectsender,RunWorkerCompletedEventArgse){if(e.Cancelled)//此状态为取消{lblProcess.Text="下载已经被取消";}elseif(e.Error!=null){lblProcess.Text="出现错误:"+e.Error.Message;}else{lblProcess.Text="下载已完成";}}///summary///记录日志////summary///paramname="documentName"/param///paramname="msg"/parampublicvoidWriteLog(stringdocumentName,stringmsg){stringerrorLogFilePath=System.IO.Path.Combine(AppDomain.CurrentDomain.BaseDirectory,"Log");if(!System.IO.Directory.Exists(errorLogFilePath)){System.IO.Directory.CreateDirectory(errorLogFilePath);}stringlogFile=System.IO.Path.Combine(errorLogFilePath,documentName+"

"+DateTime.Today.ToString("yyyy-MM-dd")+".txt");boolwriteBaseInfo=System.IO.File.Exists(logFile);StreamWriterswLogFile=newStreamWriter(logFile,true,Encoding.Unicode);swLogFile.WriteLine(DateTime.Now.ToString("HH:mm:ss")+"\t"+msg);swLogFile.Close();swLogFile.Dispose();}}}

在这段示例代码中,我们首先设置组件支持取消及报告进度操作属性,其次在点击开始按钮时,判断是否执行,若未执行,则执行RunWorkerAsync方法,避免多次重复执行。

在EAP模型中,执行RunWorkerAsync方法后,会触发backgroundWorker1_DoWork事件。此事件中我们放入模拟实时下载进度代码,并调用ReportProgress进行进度报告,这时backgroundWorker1_ProgressChanged事件会被触发,同时对UI进行更新操作,此段过程运行结果如下图所示:

通过结果可以看出,运行过程中已经实现了实时更新进度的功能。与此同时,根据反馈的信息我们发现,backgroundWorker1_ProgressChanged事件内部是线程安全的,在操作UI时不会出现跨线程对UI进行更新的问题。

那么BackgroundWorker内部是不是依然使用了线程池及后台线程呢?我们来一起看看在backgroundWorker1_DoWork事件中记录的日志:

通过日志我们发现,EAP与APM一样,也使用了线程池中的线程,不得不感叹一句,线程池是个伟大的发明,微软真是无所不用其极啊!

讲到这里,细心的同学会发现,我们唠叨了这么半天,似乎还少了点什么,对了,取消操作,一起来看看效果:

点击界面上的"取消下载"按钮后,会提示下载已经被取消。原因是我们在点击按钮时,首先判断了WorkerSupportsCancellation属性,看组件是否支持取消操作,随后执行CancelAsync方法进行异步取消。

由于这个过程是异步的,因此我们在backgroundWorker1_DoWork事件中不断判断CancellationPending属性,若取消则设置e.Cancel=true进行标志位标志,标志后我们可以在backgroundWorker1_RunWorkerCompleted判断是否已经取消,最后对UI进行提示输出,取消操作完成。

小结

对比APM调用委托进行异步操作的方式,EAP显得更加简洁明了,只需更少的代码即可实现更多的功能。尤其是BackgroundWorker组件,定义相应的事件后,在不同阶段根据需求编写方法即可实现异步操作、报告进度及取消等。

但是EAP模型的使用,局限性会更强,主要包括以下几点:

可用组件少,除了BackgroundWorker之外,仅有WebClient类支持此模型,在B/S程序中难以使用。

只能使用预定义事件,无法手动定义回调函数,且依赖事件的执行顺序。

内部封装较多,占用资源比APM方式多。

因此在愈演愈烈的需求中,微软又对异步编程模型进行了变革,一种兼顾强大与灵活的新模型诞生了,它会是谁呢?预知后事如何,且听下回分解。

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