寫在前面

C#5.0中，對非同步程式設計進行了一次革命性的重構，引入了async和await這兩個關鍵字，使得開發人員在不需要深刻瞭解非同步程式設計的底層原理，就可以寫出十分優美而又程式碼量極少的程式碼。如果使用得當，你可以寫出具有並行化並且效能較高的程式，但是同時也增加了對非同步程式設計理解的複雜度，畢竟在C#5.0裡，你已經看不到非同步程式設計具體是如何實現的了，需要花費額外的經歷去研究探索。

使用非同步程式設計，使得我們釋放了啟動它的執行緒，也使得資源的佔有量下降。更重要的是，有些特殊執行緒，比如UI執行緒，在執行的時候只能啟動一個，如果沒有快速響應，頁面將會出現卡頓現象。本文只會基於.NET FX4.5及以後的版本進行講解，之前的版本如果要實現非同步程式設計，需要從nuget上面下載Microsoft.Bcl.Async，不過我還是建議你，如果想要在系統中大量使用編寫非同步程式碼，還是要是使用.NET FX4.5或更高的版本

非同步程式設計主要分為基於事件的非同步樣式（EAP）和基於任務的程式設計樣式（TAP）。EAP在呼叫方法之前立即註冊事件，它具有void傳回型別，但這種樣式比較混亂，它將原本的一個方法分拆成兩個方法。本系列主要關註TAP程式設計而不涉及EAP程式設計。

非同步程式設計是什麼

非同步關鍵字

作為C#5.0中新增的重量級功能，非同步功能是指程式在進行長時間操作完成後，需要繼續執行的操作的一種方法，在程式設計過程中，會感覺這些非同步程式碼和同步或者阻塞程式碼類似，但是實際上，編譯器會將標識為非同步的方法進行進一步的轉換，是的程式碼可以實現真正的非同步程式設計。它主要以兩個關鍵字的形式功能大家使用：

• async
• await

以下以一個透過EF Core查詢使用者資訊的程式碼片段，這個例子沒有什麼特殊的地方

public Users GetUserInfo(string userId)
{
    using (UserDbContext db = new UserDbContext())
    {
        var user = db.Users.FirstOrDefault(p => p.UserId = userId);
        return user;
    }
}

接下來我們看看非同步的實現程式碼

public async Task GetUserInfoAsync(string userId)
{
    using (UserDbContext db = new UserDbContext())
    {
        var user = await db.Users.FirstOrDefaultAsync(p => p.UserId = userId);
        return user;
    }
}

以上兩段程式碼看起來非常的類似，但是仔細看卻有明顯的不同。非同步方法上多了一個async的標識，同時傳回值User，被標識成了Task，同時在進行資料庫查詢的時候，使用到了await。這裡提前說一下await關鍵字，當編譯器看到await關鍵字的時候，會截斷方法，便於執行緒排程。簡單點說，就是當呼叫執行緒執行到FirstOrDefaultAsync時，查詢開始，但不是在當前執行緒，在新的執行緒裡面，我們查詢完資料庫後，根據需要做進一步處理，比如，如果原執行緒UI執行緒，它將傳回以繼續處理使用者的其他操作(這裡非常類似回呼方式)，否則的話，這個執行緒就直接被釋放了。這段可能比較抽象，會在之後的系列裡進一步講解。

為了更好的進行非同步程式設計，我們需要在方法簽名後面追加Async，這是一種非同步程式設計的規約，也希望大家遵守。

雖然非同步程式設計對系統以及使用者的體驗非常的有幫助，但如果對非同步程式設計不甚瞭解，可能會發生一些令人感到詭異的問題，而且這些問題可能透過debug方式也很難得到解決。

非同步執行流程

1、想象一下，在現實世界中，一個顧客到電腦專賣店買東西，就是那種拿了就走的場景。如果店鋪只有一個人，在與顧客1沒有結算完成之前，對顧客2的請求，只能暫時放置一下。相信大家在現實世界中，肯定會遇到類似的情況，心情可能也很不爽，如果不是很迫切，可能是再看看，換一家店，如果比較著急，就會一直催，然後也不一定會有回應。

如下圖所示

2、有一天，老闆請了幾個夥計幫忙搬電腦，在顧客1沒有結算完成之前，老闆就可以接住顧客2的需求，並透過資訊系統或者大吼一嗓子的方式，讓電腦準備顧客2的電腦。同時，電腦把顧客1的電腦搬到前臺，由老闆去跟顧客結算，整個的流程就顯得體驗度很高，顧客也不會被忽略，賣出去的東西也多了很多，不過等待還是要等的。

如下圖所示

寫在後面

本文主要介紹了非同步程式設計的基礎，透過以上介紹，我們知道要建立一個非同步函式，首先需要用async去修飾一個方法，同時傳回值型別必須是Task或者Task，當然在使用UI控制器時間處理的時候是可以使用async void的。在方法內部，需要使用await關鍵字。非同步函式會被編譯器編譯成複雜的程式結構，可以視其為一種狀態機。不過需要提醒的是，如果不需要編寫非同步函式，那就用同步。

雖然非同步程式設計已經變得非常簡單，但是大家同樣需要瞭解非同步程式設計背後的理念以及原理，這有助於我們編寫高效能高擴充套件的應用程式。