博客 (9)

1. 临界区与 lock 关键字

   核心作用：
   

   通过将多线程访问串行化，保护共享资源或代码段。lock 关键字是 Monitor 类的语法糖，提供异常安全的临界区实现。

   实现示例：

   // 创建私有静态只读对象
   // private static readonly object _lockObj = new object();
   private static readonly System.Threading.Lock _locker = new(); // .NET 9+ 推荐使用 Lock 类型，避免传统 object 的性能损耗
   
   public void ThreadSafeMethod()
   {
       lock (_lockObj) 
       {
           // 临界区代码（每次仅一个线程可进入）
       }
   }

   超时机制：

   高并发场景可结合 Monitor.TryEnter 设置超时，避免无限等待：

   
   

   if (Monitor.TryEnter(lockObject, TimeSpan.FromSeconds(1)))
   {
       try { /* 操作 */ }
       finally { Monitor.Exit(lockObject); }
   }

   关键特性：

   用户态锁（无内核切换开销）

   自动调用Monitor.Enter和Monitor.Exit

   必须使用专用私有对象作为锁标识

   注意事项：

   ❌ 避免锁定this、Type实例或字符串（易引发死锁）

   ❌ 避免嵌套锁（需严格按顺序释放）

   ✅ 推荐readonly修饰锁对象

   ❌ lock 不适用于异步代码（async/await），需使用 SemaphoreSlim 实现异步锁

   lock 示例

    

2. 互斥锁（Mutex）

   核心作用：

   系统级内核锁，支持跨进程同步，但性能开销较高（用户态/内核态切换）。

   实现示例：

   using var mutex = new Mutex(false, "Global\\MyAppMutex");
   
   try 
   {
       // 等待锁（最大等待时间500ms）
       if (mutex.WaitOne(500)) 
       {
           // 临界区代码
       }
   }
   finally 
   {
       if (mutex != null)
       {
           mutex.ReleaseMutex();
       }
   }

   关键特性：

   支持跨应用程序域同步

   线程终止时自动释放锁

   支持命名互斥体（系统全局可见）

   适用场景：

   单实例应用程序控制

   进程间共享文件访问

   硬件设备独占访问

   Mutex 示例

    

3. 信号量（Semaphore）

   核心作用：

   通过许可计数器控制并发线程数，SemaphoreSlim为轻量级版本（用户态实现）。

   实现对比：

   类型	跨进程	性能	最大许可数
   Semaphore	✔️	低	系统限制
   SemaphoreSlim	❌	高	Int32.Max

   代码示例：

   // 创建初始3许可、最大5许可的信号量
   var semaphore = new SemaphoreSlim(3, 5);
   
   semaphore.Wait();  // 获取许可
   try 
   {
       // 资源访问代码
   }
   finally 
   {
       semaphore.Release();
   }

   异步编程

   private readonly SemaphoreSlim _asyncLock = new(1, 1);
   public async Task UpdateAsync()
   {
       await _asyncLock.WaitAsync();
       try { /* 异步操作 */ }
       finally { _asyncLock.Release(); }
   }

   典型应用：

   数据库连接池（限制最大连接数）

   API 请求限流

   批量任务并发控制

   Semaphore 示例

    
   

4. 事件（Event）

   核心机制：

   通过信号机制实现线程间通知，分为两种类型：

   类型	信号重置方式	唤醒线程数
   AutoResetEvent	自动	单个
   ManualResetEvent	手动	所有

   使用示例：

   var autoEvent = new AutoResetEvent(false);
   
   // 等待线程
   Task.Run(() => 
   {
       autoEvent.WaitOne();
       // 收到信号后执行
   });
   
   // 信号发送线程
   autoEvent.Set();  // 唤醒一个等待线程

   高级用法：

   配合WaitHandle.WaitAll实现多事件等待

   使用ManualResetEventSlim提升性能

   AutoResetEvent 示例

    
   

5. 读写锁（ReaderWriterLockSlim）

   核心优势：

   实现读写分离的并发策略，适合读多写少场景（如缓存系统）。

   锁模式对比：

   模式	并发性	升级支持
   读模式(EnterReadLock)	多线程并发读	❌
   写模式(EnterWriteLock)	独占访问	❌
   可升级模式	单线程读→写	✔️

   代码示例：

   var rwLock = new ReaderWriterLockSlim();
   
   // 读操作
   rwLock.EnterReadLock();
   try 
   {
       // 只读访问
   }
   finally 
   {
       rwLock.ExitReadLock();
   }
   
   // 写操作
   rwLock.EnterWriteLock();
   try 
   {
       // 排他写入
   }
   finally 
   {
       rwLock.ExitWriteLock();
   }

   最佳实践：

   优先使用ReaderWriterLockSlim（旧版有死锁风险）

   避免长时间持有读锁（可能饿死写线程）

   ReaderWriterLockSlim 示例
   

6. 原子操作（Interlocked）

   原理：

   通过CPU指令实现无锁线程安全操作。

   常用方法：

   int counter = 0;
   Interlocked.Increment(ref counter);      // 原子递增
   Interlocked.Decrement(ref counter);      // 原子递减
   Interlocked.CompareExchange(ref value, newVal, oldVal);  // CAS操作

   适用场景：

   简单计数器

   标志位状态切换

   无锁数据结构实现

    

7. 自旋锁（SpinLock）

   核心特点：

   通过忙等待（busy-wait）避免上下文切换，适用极短临界区（<1微秒）。

   实现示例：

   private SpinLock _spinLock = new SpinLock();
   
   public void CriticalOperation()
   {
       bool lockTaken = false;
       try 
       {
           _spinLock.Enter(ref lockTaken);
           // 极短临界区代码
       }
       finally 
       {
           if (lockTaken) _spinLock.Exit();
       }
   }

   优化技巧：

   单核CPU需调用Thread.SpinWait或Thread.Yield

   配合SpinWait结构实现自适应等待

    

8. 同步机制对比指南

   机制	跨进程	开销级别	最佳适用场景
   lock	❌	低	通用临界区保护
   Mutex	✔️	高	进程间资源独占
   Semaphore	✔️	中	并发数限制（跨进程）
   SemaphoreSlim	❌	低	并发数限制（进程内）
   ReaderWriterLockSlim	❌	中	读多写少场景
   SpinLock	❌	极低	纳秒级临界区
   Interlocked	-	无锁	简单原子操作

选择原则：

1. 优先考虑用户态锁（lock/SpinLock/SemaphoreSlim）

2. 跨进程需求必须使用内核对象（Mutex/Semaphore）

3. 读写比例超过10:1时考虑读写锁

4. 自旋锁仅用于高频短操作（如链表指针修改）

通过以上结构化的分类和对比，开发者可以更精准地选择适合特定场景的线程同步方案。建议在实际使用中配合性能分析工具（如BenchmarkDotNet）进行量化验证。

💡 ASP.NET 的异步编程（async/await）本质是单进程内的线程调度，不算“跨进程”。每个 IIS 应用程序池对应一个独立的工作进程（w3wp.exe），不同用户访问同一应用程序池下的 ASP.NET 网站，两者的请求均由同一个 w3wp.exe 进程处理。可能跨进程的场景有：Web Garden 配置、多应用程序池部署等。

在 C# 中，除了常规锁机制（如 lock、Mutex、Semaphore 等），还有一些内置类型通过内部锁或无锁设计实现线程安全。以下是常见的几类：

1. 线程安全集合（System.Collections.Concurrent）这些集合通过细粒度锁或无锁算法（如 CAS）实现线程安全，适合高并发场景。

• ConcurrentDictionary：分段锁机制，将数据分片存储，每个分片独立加锁，减少锁竞争。

• ConcurrentQueue / ConcurrentStack：基于原子操作（Interlocked）保证线程安全。

• ConcurrentBag：每个线程维护本地存储，减少争用，适合频繁添加和移除的场景。

• BlockingCollection：基于 ConcurrentQueue 和信号量（SemaphoreSlim）实现生产-消费者模式，支持阻塞和超时。

2. 不可变集合（System.Collections.Immutable） 通过数据不可变性实现线程安全（无需锁），每次修改返回新对象。

3. Lazy 的线程安全初始化（Lazy<T>） 通过锁或 Interlocked 确保延迟初始化的线程安全。

4. 通道（System.Threading.Channels）用于异步生产-消费者模型，内部通过锁和信号量管理容量限制。

5. 内存缓存（System.Runtime.Caching.MemoryCache）内部使用锁保护共享状态，确保线程安全。

6. 原子操作类型（Interlocked 类、Volatile 关键字、Unsafe 类）通过 CPU 指令实现无锁线程安全。

7. 其他同步工具（Barrier、CountdownEvent）虽然不是严格意义上的锁，但用于协调线程。

本文由 ChatGTP 3.5 提供

在 .NET C# 桌面应用程序中，你可以使用委托和事件来实现在窗体页面处理事务过程中实时更新界面。下面是一个示例，展示了在不同情况下如何更新主界面：

首先，在窗体页面中定义一个委托和一个事件，用于更新界面：

public delegate void UpdateUIHandler(string msg);
public event UpdateUIHandler UpdateUIEvent;

然后，在窗体的构造函数中订阅事件，并在事件处理程序中更新界面：

public Form1()
{
    InitializeComponent();
    UpdateUIEvent += UpdateUI;
}

private void UpdateUI(string msg)
{
    if (InvokeRequired)
    {
        Invoke(new UpdateUIHandler(UpdateUI), msg);
    }
    else
    {
        // 在这里更新界面
        label1.Text = msg;
    }
}

现在，你可以在窗体页面的任何地方调用 UpdateUIEvent 来触发更新界面的事件。例如，在按钮点击事件中：

private void button1_Click(object sender, EventArgs e)
{
    // 处理事务过程中实时更新界面
    string msg = "处理事务中...";
    UpdateUIEvent?.Invoke(msg);

    // 异步调用一个类方法中的方法，并在方法内部实时更新主界面
    Task.Run(() =>
    {
        MyClass myClass = new MyClass();
        myClass.LongRunningMethod(UpdateUIEvent);
    });
}

在上面的示例中，MyClass 是一个自定义的类，其中的 LongRunningMethod 是一个耗时的方法。在这个方法内部，你可以通过传递 UpdateUIEvent 来实时更新主界面：

public class MyClass
{
    public void LongRunningMethod(UpdateUIHandler updateUI)
    {
        // 处理事务过程中实时更新界面
        string msg = "处理事务中...";
        updateUI?.Invoke(msg);

        // 其他耗时操作...
    }
}

通过以上示例，你可以在窗体页面处理事务过程中实时更新界面，并且在异步调用的方法内部也能实时更新主界面。记得在更新界面时使用 Invoke 方法，以确保在主线程上更新界面，避免跨线程访问 UI 的问题。

总的来说，

return_code 是用来判断通信状态的，个人理解在“结果通知”时必为 SUCCESS；

result_code 是用来判断业务结果的，指一次调用接口或回调的动作是否如愿执行成功。如“关闭订单”时关闭成功为 SUCCESS，因参数配置错误、找不到订单号、订单状态不允许关闭等其它关闭失败的情况为 FAIL；

trade_state 是用来判断交易状态的，“交易”是指微信支付订单。

另，在“统一下单”和“支付结果通知”中，return_code 的描述变成了：交易是否成功需要查看 result_code 来判断。不知道是官方笔误，还是真的可以用来判断交易是否成功，因为在调用“统一下单”时是未支付状态，根本没有支付成功的可能。

保险起见，我们在异步收到“结果通知”时，不要相信文档去判断 result_code，应调用“查询订单”，并判断 trade_state。

在学习和使用 ASP.NET Web API 之前，最好先对 RESTful 有所了解。它是一种软件架构风格、设计风格，而不是标准。

推荐视频教程：https://www.imooc.com/learn/811

讲师：会飞的鱼Xia

需时：2小时25分

REST API 测试工具：

在 Chrome 网上应用店中搜索：Restlet Client

或网站 https://client.restlet.com

>>> 资源路径

SCHEME :// HOST [ ":" PORT ] [ PATH [ "?" QUERY ]]

其中 PATH 中的资源名称应该使用复数名词，举例：

GET https://xoyozo.net/api/Articles/{id}

POST https://xoyozo.net/api/Articles

>>> HTTP verb（对应 CURD 操作）：

>>> 过滤信息：

如分页、搜索等

>>> 常用状态码：

>> 错误处理：

C# 例：throw new HttpResponseException(HttpStatusCode.NotFound);

PHP 例：throw new Exception('文章不存在', 404);

>>> 返回结果：

JSON/XML

不要返回密码等机密字段

>>> 其它：

身份验证窗口（浏览器弹窗，类似 alert，非页面表单），明文传输，安全性不高，不建议使用。实现：

在 Headers 中添加 Authorization:Basic “用户名:密码”的 Base64 编码

代码一：

#if DEBUG
    // Debug 模式
#else
    // Release 模式
#endif

作用：判断 调试模式 / 发布模式

条件：须在项目属性的生成页中勾选“定义 DEBUG 常量”

适用：记录 EF 生成的 SQL 语句、控制定时器只在生产环境执行等

注意：调试和发布时应选择正确的模式

代码二：

if(Request.IsLocal) { }

作用：判断 本地 / 远程

条件：在会话中

适用：显示错误详情、记录 EF 生成的 SQL 语句

注意：不能用于定时器、Application_Start、异步操作等非会话中

代码三：

if (System.Net.IPAddress.IsLoopback(HttpContext.Connection.RemoteIpAddress)) { }

说明：ASP.NET Core 中的写法，用于检测 IP 地址是否为本地回环地址（IPv4 为 127.0.0.1，IPv6 为 ::1）

若在视图中使用，HttpContext 改为 ViewContext.HttpContext 或 Context

作用/条件/适用/注意：参“代码二”

代码四：

if(HttpRuntime.AppDomainAppPath == "X:\xxx\") { }

作用：判断当前网站根目录路径

条件：开发环境和生产环境的根目录路径不同

适用：判断根目录路径作相应的处理，适用于以上各种情况

注意：路径有变须要修改相应程序代码

以静态方法为例：

实际案例：在现有代码中通过async/await实现并行

早前的一篇文章

注意事项：

• 异步编程中不能使用 Session，这点跟定时器类似。

• 不要在调用无返回值的异步方法前加 await，否则会导致无限等待。

最近要做个简单的类似 CNZZ 和百度统计的统计器，不可避免地遇到 JS 文件异步加载 和 给 JS 文件传参 的问题。

参考了 CNZZ 的代码以后，在 Chrome 的控制台发现以下警告：

A Parser-blocking, cross-origin script, http://s4.cnzz.com/stat.php?***, is invoked via document.write. This may be blocked by the browser if the device has poor network connectivity. See https://www.chromestatus.com/feature/5718547946799104 for more details.

Paul Kinlan 给出了解释，是因为使用了 document.write() 的方式输出了 <script src="***" /> HTML DOM，建议改成 document.appendChild() 或 parentNode.insertBefore()，最好的例子就是 Google Analytics。

<!-- Google Analytics -->
<script>(function(i,s,o,g,r,a,m){i['GoogleAnalyticsObject']=r;i[r]=i[r]||function(){
(i[r].q=i[r].q||[]).push(arguments)},i[r].l=1*new Date();a=s.createElement(o),
m=s.getElementsByTagName(o)[0];a.async=1;a.src=g;m.parentNode.insertBefore(a,m)
})(window,document,'script','https://www.google-analytics.com/analytics.js','ga');
ga('create', 'UA-XXXXX-Y', 'auto');
ga('send', 'pageview');
</script>
<!-- End Google Analytics -->

上述 JavaScript 跟踪代码段可以确保该脚本在所有浏览器中加载和异步执行。

加了一些注释，便于理解，官方英文版。

(function (i, s, o, g, r, a, m) {
  i['GoogleAnalyticsObject'] = r;
  // console.log(window['GoogleAnalyticsObject']) // 'ga'
  // console.log(i[r]) // undefined
  i[r] = i[r] || function () { // i[r] 就是 window['ga']，定义了一个函数
    (i[r].q = i[r].q || []).push(arguments) // 往 ga.q 这个数组中增加一项
  },
  i[r].l = 1 * new Date(); // 时间戳，写法等同于 new Date().getTime()
  // console.log(i[r]) // window['ga'] 就是上面那个 function
  a = s.createElement(o), // 创建一个 script 元素
  m = s.getElementsByTagName(o)[0]; // 文档中的第一个脚本（文档中肯定至少已有一个脚本了）
  a.async = 1; // 异步加载
  a.defer = 1; // 兼容旧浏览器（我自己加的）
  a.src = g;
  m.parentNode.insertBefore(a, m) // 将 a 脚本插入到 m 脚本之前
})(window, document, 'script', 'http://***/***.js', 'ga');
// i s o g r
ga('create', 'UA-XXXXX-Y', 'auto');
ga('send', 'pageview');

过程是：

创建了一个 <script> 元素，并异步加载 http://***/***.js；初始化了一个全局函数 ga；在 ga() 命令队列中添加了两条命令。

现在我们可以在这个外部 js 中使用 ga.q 这个对象中的数据了，示例：

;(function () {
  console.log(ga.q);
})(window);

简单补充下，async 是 HTML5 属性，使支持异步加载 JS 文件；defer 只支持 IE，作用类似。

测试异步只需要将 js 文件换成服务端页面，并人为设置 sleep 时间即可，阻塞式调用的话会在加载 js 时暂停后续页面的渲染。

前言

　　最近在学习Web Api框架的时候接触到了async/await，这个特性是.NET 4.5引入的，由于之前对于异步编程不是很了解，所以花费了一些时间学习一下相关的知识，并整理成这篇博客，如果在阅读的过程中发现不对的地方，欢迎大家指正。

同步编程与异步编程

　　通常情况下，我们写的C#代码就是同步的，运行在同一个线程中，从程序的第一行代码到最后一句代码顺序执行。而异步编程的核心是使用多线程，通过让不同的线程执行不同的任务，实现不同代码的并行运行。

前台线程与后台线程

　　关于多线程，早在.NET2.0时代，基础类库中就提供了Thread实现。默认情况下，实例化一个Thread创建的是前台线程，只要有前台线程在运行，应用程序的进程就一直处于运行状态，以控制台应用程序为例，在Main方法中实例化一个Thread，这个Main方法就会等待Thread线程执行完毕才退出。而对于后台线程，应用程序将不考虑其是否执行完毕，只要应用程序的主线程和前台线程执行完毕就可以退出，退出后所有的后台线程将被自动终止。来看代码应该更清楚一些：

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading;
using System.Threading.Tasks;

namespace ConsoleApp
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            Console.WriteLine("主线程开始");

            //实例化Thread，默认创建前台线程
            Thread t1 = new Thread(DoRun1);
            t1.Start();

            //可以通过修改Thread的IsBackground，将其变为后台线程
            Thread t2 = new Thread(DoRun2) { IsBackground = true };
            t2.Start();

            Console.WriteLine("主线程结束");
        }

        static void DoRun1()
        {
            Thread.Sleep(500);
            Console.WriteLine("这是前台线程调用");
        }

        static void DoRun2()
        {
            Thread.Sleep(1500);
            Console.WriteLine("这是后台线程调用");
        }
    }
}

　　运行上面的代码，可以看到DoRun2方法的打印信息“这是后台线程调用”将不会被显示出来，因为应用程序执行完主线程和前台线程后，就自动退出了，所有的后台线程将被自动终止。这里后台线程设置了等待1.5s，假如这个后台线程比前台线程或主线程提前执行完毕，对应的信息“这是后台线程调用”将可以被成功打印出来。

Task

　　.NET 4.0推出了新一代的多线程模型Task。async/await特性是与Task紧密相关的，所以在了解async/await前必须充分了解Task的使用。这里将以一个简单的Demo来看一下Task的使用，同时与Thread的创建方式做一下对比。

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Web;
using System.Threading;
using System.Threading.Tasks;

namespace TestApp
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            Console.WriteLine("主线程启动");
            
            //.NET 4.5引入了Task.Run静态方法来启动一个线程
            Task.Run(() => { Thread.Sleep(1000); Console.WriteLine("Task1启动"); });

            //Task启动的是后台线程，假如要在主线程中等待后台线程执行完毕，可以调用Wait方法
            Task task = Task.Run(() => { Thread.Sleep(500); Console.WriteLine("Task2启动"); });
            task.Wait();
            
            Console.WriteLine("主线程结束");
        }
    }
}

　　首先，必须明确一点是Task启动的线程是后台线程，不过可以通过在Main方法中调用task.Wait()方法，使应用程序等待task执行完毕。Task与Thread的一个重要区分点是：Task底层是使用线程池的，而Thread每次实例化都会创建一个新的线程。这里可以通过这段代码做一次验证：

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Web;
using System.Threading;
using System.Threading.Tasks;

namespace TestApp
{
    class Program
    {
        static void DoRun1()
        {
            Console.WriteLine("Thread Id =" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
        }

        static void DoRun2()
        {
            Thread.Sleep(50);
            Console.WriteLine("Task调用Thread Id =" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
        }

        static void Main(string[] args)
        {
            for (int i = 0; i < 50; i++)
            {
                new Thread(DoRun1).Start();
            }

            for (int i = 0; i < 50; i++)
            {
                Task.Run(() => { DoRun2(); });
            }

            //让应用程序不立即退出
            Console.Read();
        }
    }
}

　　运行代码，可以看到DoRun1()方法每次的Thread Id都是不同的，而DoRun2()方法的Thread Id是重复出现的。我们知道线程的创建和销毁是一个开销比较大的操作，Task.Run()每次执行将不会立即创建一个新线程，而是到CLR线程池查看是否有空闲的线程，有的话就取一个线程处理这个请求，处理完请求后再把线程放回线程池，这个线程也不会立即撤销，而是设置为空闲状态，可供线程池再次调度，从而减少开销。

Task<TResult>

　　Task<TResult>是Task的泛型版本，这两个之间的最大不同是Task<TResult>可以有一个返回值，看一下代码应该一目了然： 

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Web;
using System.Threading;
using System.Threading.Tasks;

namespace TestApp
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            Console.WriteLine("主线程开始");

            Task task = Task.Run(() => { Thread.Sleep(1000); return Thread.CurrentThread.ManagedThreadId.ToString(); });
            Console.WriteLine(task.Result);

            Console.WriteLine("主线程结束");
        }
    }
}

　　Task<TResult>的实例对象有一个Result属性，当在Main方法中调用task.Result的时候，将等待task执行完毕并得到返回值，这里的效果跟调用task.Wait()是一样的，只是多了一个返回值。

async/await 特性

　　经过前面的铺垫，终于迎来了这篇文章的主角async/await，还是先通过代码来感受一下这两个特性的使用。

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Web;
using System.Threading;
using System.Threading.Tasks;

namespace TestApp
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            Console.WriteLine("-------主线程启动-------");
            Task task = GetLengthAsync();
            Console.WriteLine("Main方法做其他事情");
            Console.WriteLine("Task返回的值" + task.Result);
            Console.WriteLine("-------主线程结束-------");
        }

        static async Task GetLengthAsync()
        {
            Console.WriteLine("GetLengthAsync Start");  
            string str = await GetStringAsync();
            Console.WriteLine("GetLengthAsync End");
            return str.Length;
        }

        static Task GetStringAsync()
        {
            return Task.Run(() => { Thread.Sleep(2000); return "finished"; });
        }
    }
}

　　首先来看一下async关键字。async用来修饰方法，表明这个方法是异步的，声明的方法的返回类型必须为：void或Task或Task<TResult>。返回类型为Task的异步方法中无需使用return返回值，而返回类型为Task<TResult>的异步方法中必须使用return返回一个TResult的值，如上述Demo中的异步方法返回一个int。而返回类型可为void，则是为了和事件处理程序兼容，比如下面的示例：

public Form1()
{
    InitializeComponent();
    btnDo.Click += Down;
}

public async void Down(object sender, EventArgs e)
{
    btnDo.Enabled = false;
    string str = await Run();
    labText.Text = str;
    btnDo.Enabled = true;
}

public Task Run()
{
    return Task.Run(() => { Thread.Sleep(5000); return DateTime.Now.ToString(); });
}

　　再来看一下await关键字。await必须用来修饰Task或Task<TResult>，而且只能出现在已经用async关键字修饰的异步方法中。

　　通常情况下，async/await必须成对出现才有意义，假如一个方法声明为async，但却没有使用await关键字，则这个方法在执行的时候就被当作同步方法，这时编译器也会抛出警告提示async修饰的方法中没有使用await，将被作为同步方法使用。了解了关键字async\await的特点后，我们来看一下上述Demo在控制台会输入什么吧。

　　输出的结果已经很明确地告诉我们整个执行流程了。GetLengthAsync异步方法刚开始是同步执行的，所以"GetLengthAsync Start"字符串会被打印出来，直到遇到第一个await关键字，真正的异步任务GetStringAsync开始执行，await相当于起到一个标记/唤醒点的作用，同时将控制权放回给Main方法，"Main方法做其他事情"字符串会被打印出来。之后由于Main方法需要访问到task.Result，所以就会等待异步方法GetLengthAsync的执行，而GetLengthAsync又等待GetStringAsync的执行，一旦GetStringAsync执行完毕，就会回到await GetStringAsync这个点上执行往下执行，这时"GetLengthAsync End"字符串就会被打印出来。

　　当然，我们也可以使用下面的方法完成上面控制台的输出。

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Web;
using System.Threading;
using System.Threading.Tasks;

namespace TestApp
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            Console.WriteLine("-------主线程启动-------");
            Task task = GetLengthAsync();
            Console.WriteLine("Main方法做其他事情");
            Console.WriteLine("Task返回的值" + task.Result);
            Console.WriteLine("-------主线程结束-------");
        }

        static Task GetLengthAsync()
        {
            Console.WriteLine("GetLengthAsync Start");
            Task task = Task.Run(() => { string str = GetStringAsync().Result; 
                Console.WriteLine("GetLengthAsync End"); 
                return str.Length; });           
            return task;
        }

        static Task GetStringAsync()
        {
            return Task.Run(() => { Thread.Sleep(2000); return "finished"; });
        }
    }
}

　　对比两种方法，是不是async\await关键字的原理其实就是通过使用一个线程完成异步调用吗？答案是否定的。async关键字表明可以在方法内部使用await关键字，方法在执行到await前都是同步执行的，运行到await处就会挂起，并返回到Main方法中，直到await标记的Task执行完毕，才唤醒回到await点上，继续向下执行。更深入点的介绍可以查看文章末尾的参考文献。

async/await 实际应用

　　微软已经对一些基础类库的方法提供了异步实现，接下来将实现一个例子来介绍一下async/await的实际应用。

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Web;
using System.Threading;
using System.Threading.Tasks;
using System.Net;

namespace TestApp
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            Console.WriteLine("开始获取博客园首页字符数量");
            Task task1 = CountCharsAsync("http://www.cnblogs.com");
            Console.WriteLine("开始获取百度首页字符数量");
            Task task2 = CountCharsAsync("http://www.baidu.com");

            Console.WriteLine("Main方法中做其他事情");

            Console.WriteLine("博客园:" + task1.Result);
            Console.WriteLine("百度:" + task2.Result);
        }

        static async Task CountCharsAsync(string url)
        {
            WebClient wc = new WebClient();
            string result = await wc.DownloadStringTaskAsync(new Uri(url));
            return result.Length;
        }
    }
}

参考文献：<IIIustrated C# 2012>     关于async/await的FAQ    《深入理解C#》

　　随着拥有多个硬线程CPU（超线程、双核）的普及，多线程和异步操作等并发程序设计方法也受到了更多的关注和讨论。本文主要是想与园中各位高手一同探讨一下如何使用并发来最大化程序的性能。

　　多线程和异步操作的异同

　　多线程和异步操作两者都可以达到避免调用线程阻塞的目的，从而提高软件的可响应性。甚至有些时候我们就认为多线程和异步操作是等同的概念。但是，多线程和异步操作还是有一些区别的。而这些区别造成了使用多线程和异步操作的时机的区别。

　　异步操作的本质

　　所有的程序最终都会由计算机硬件来执行，所以为了更好的理解异步操作的本质，我们有必要了解一下它的硬件基础。 熟悉电脑硬件的朋友肯定对DMA这个词不陌生，硬盘、光驱的技术规格中都有明确DMA的模式指标，其实网卡、声卡、显卡也是有DMA功能的。DMA就是直接内存访问的意思，也就是说，拥有DMA功能的硬件在和内存进行数据交换的时候可以不消耗CPU资源。只要CPU在发起数据传输时发送一个指令，硬件就开始自己和内存交换数据，在传输完成之后硬件会触发一个中断来通知操作完成。这些无须消耗CPU时间的I/O操作正是异步操作的硬件基础。所以即使在DOS这样的单进程（而且无线程概念）系统中也同样可以发起异步的DMA操作。

　　线程的本质
　　线程不是一个计算机硬件的功能，而是操作系统提供的一种逻辑功能，线程本质上是进程中一段并发运行的代码，所以线程需要操作系统投入CPU资源来运行和调度。

　　异步操作的优缺点

　　因为异步操作无须额外的线程负担，并且使用回调的方式进行处理，在设计良好的情况下，处理函数可以不必使用共享变量（即使无法完全不用，最起码可以减少共享变量的数量），减少了死锁的可能。当然异步操作也并非完美无暇。编写异步操作的复杂程度较高，程序主要使用回调方式进行处理，与普通人的思维方式有些初入，而且难以调试。

　　多线程的优缺点
　　多线程的优点很明显，线程中的处理程序依然是顺序执行，符合普通人的思维习惯，所以编程简单。但是多线程的缺点也同样明显，线程的使用（滥用）会给系统带来上下文切换的额外负担。并且线程间的共享变量可能造成死锁的出现。

　　适用范围

　　在了解了线程与异步操作各自的优缺点之后，我们可以来探讨一下线程和异步的合理用途。我认为：当需要执行I/O操作时，使用异步操作比使用线程+同步I/O操作更合适。I/O操作不仅包括了直接的文件、网络的读写，还包括数据库操作、Web Service、HttpRequest以及.Net Remoting等跨进程的调用。
　　而线程的适用范围则是那种需要长时间CPU运算的场合，例如耗时较长的图形处理和算法执行。但是往往由于使用线程编程的简单和符合习惯，所以很多朋友往往会使用线程来执行耗时较长的I/O操作。这样在只有少数几个并发操作的时候还无伤大雅，如果需要处理大量的并发操作时就不合适了。