async 和 await 出现在C# 5.0之后，给并行编程带来了不少的方便，特别是当在MVC中的Action也变成async之后，有点开始什么都是async的味道了。但是这也给我们编程埋下了一些隐患，有时候可能会产生一些我们自己都不知道怎么产生的Bug，特别是如果连线程基础没有理解的情况下，更不知道如何去处理了。那今天我们就来好好看看这两兄弟和他们的叔叔（Task）爷爷(Thread)们到底有什么区别和特点，本文将会对Thread 到 Task 再到 .NET 4.5的 async和 await，这三种方式下的并行编程作一个概括性的介绍包括：开启线程，线程结果返回，线程中止，线程中的异常处理等。
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static
void Main(){ new
Thread(Go).Start(); // .NET 1.0开始就有的 Task.Factory.StartNew(Go); // .NET 4.0 引入了 TPL Task.Run(new
Action(Go)); // .NET 4.5 新增了一个Run的方法}public
static void Go(){ Console.WriteLine("我是另一个线程");} |
这里面需要注意的是，创建Thread的实例之后，需要手动调用它的Start方法将其启动。但是对于Task来说，StartNew和Run的同时，既会创建新的线程，并且会立即启动它。
线程的创建是比较占用资源的一件事情，.NET 为我们提供了线程池来帮助我们创建和管理线程。Task是默认会直接使用线程池，但是Thread不会。如果我们不使用Task，又想用线程池的话，可以使用ThreadPool类。
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static
void Main() { Console.WriteLine("我是主线程：Thread Id {0}", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId); ThreadPool.QueueUserWorkItem(Go); Console.ReadLine();}public
static void Go(object
data) { Console.WriteLine("我是另一个线程:Thread Id {0}",Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);} |
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static
void Main() { new
Thread(Go).Start("arg1"); // 没有匿名委托之前，我们只能这样传入一个object的参数 new
Thread(delegate(){ // 有了匿名委托之后... GoGoGo("arg1", "arg2", "arg3"); }); new
Thread(() => { // 当然,还有 Lambada GoGoGo("arg1","arg2","arg3"); }).Start(); Task.Run(() =>{ // Task能这么灵活，也是因为有了Lambda呀。 GoGoGo("arg1", "arg2", "arg3"); });}public
static void Go(object
name){ // TODO}public
static void GoGoGo(string
arg1, string
arg2, string
arg3){ // TODO} |
Thead是不能返回值的，但是作为更高级的Task当然要弥补一下这个功能。
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static
void Main() { // GetDayOfThisWeek 运行在另外一个线程中 var
dayName = Task.Run<string>(() => { return
GetDayOfThisWeek(); }); Console.WriteLine("今天是：{0}",dayName.Result);} |
上面说了参数和返回值，我们来看一下线程之间共享数据的问题。
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private
static bool _isDone = false; static
void Main(){ new
Thread(Done).Start(); new
Thread(Done).Start();}static
void Done(){ if
(!_isDone) { _isDone = true; // 第二个线程来的时候，就不会再执行了(也不是绝对的，取决于计算机的CPU数量以及当时的运行情况) Console.WriteLine("Done"); }} |
线程之间可以通过static变量来共享数据。
我们先把上面的代码小小的调整一下，就知道什么是线程安全了。我们把Done方法中的两句话对换了一下位置 。
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private
static bool _isDone = false; static
void Main(){ new
Thread(Done).Start(); new
Thread(Done).Start(); Console.ReadLine();}static
void Done(){ if
(!_isDone) { Console.WriteLine("Done"); // 猜猜这里面会被执行几次？ _isDone = true; }} |
上面这种情况不会一直发生，但是如果你运气好的话，就会中奖了。因为第一个线程还没有来得及把_isDone设置成true，第二个线程就进来了，而这不是我们想要的结果，在多个线程下，结果不是我们的预期结果，这就是线程不安全。
要解决上面遇到的问题，我们就要用到锁。锁的类型有独占锁，互斥锁，以及读写锁等，我们这里就简单演示一下独占锁。
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private
static bool _isDone = false;private
static object _lock = new
object();static
void Main(){ new
Thread(Done).Start(); new
Thread(Done).Start(); Console.ReadLine();}static
void Done(){ lock
(_lock){ if
(!_isDone){ Console.WriteLine("Done"); // 猜猜这里面会被执行几次？ _isDone = true; } }} |
再我们加上锁之后，被锁住的代码在同一个时间内只允许一个线程访问，其它的线程会被阻塞，只有等到这个锁被释放之后其它的线程才能执行被锁住的代码。
我实在不知道这个单词应该怎么翻译，从官方的解释来看，我们可以这样理解。它可以控制对某一段代码或者对某个资源访问的线程的数量，超过这个数量之后，其它的线程就得等待，只有等现在有线程释放了之后，下面的线程才能访问。这个跟锁有相似的功能，只不过不是独占的，它允许一定数量的线程同时访问。
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static
SemaphoreSlim _sem = new
SemaphoreSlim(3); // 我们限制能同时访问的线程数量是3static
void Main(){ for
(int
i = 1; i <= 5; i++) new
Thread(Enter).Start(i); Console.ReadLine();}static
void Enter(object
id){ Console.WriteLine(id + " 开始排队..."); _sem.Wait(); Console.WriteLine(id + " 开始执行！"); Thread.Sleep(1000 * (int)id); Console.WriteLine(id + " 执行完毕，离开！"); _sem.Release();} |
在最开始的时候，前3个排队之后就立即进入执行，但是4和5，只有等到有线程退出之后才可以执行。
其它线程的异常，主线程可以捕获到么？
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public
static void Main(){ try{ new
Thread(Go).Start(); } catch
(Exception ex){ // 其它线程里面的异常，我们这里面是捕获不到的。 Console.WriteLine("Exception!"); }}static
void Go() { throw
null; } |
那么升级了的Task呢？
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public
static void Main(){ try{ var
task = Task.Run(() => { Go(); }); task.Wait(); // 在调用了这句话之后，主线程才能捕获task里面的异常 // 对于有返回值的Task, 我们接收了它的返回值就不需要再调用Wait方法了 // GetName 里面的异常我们也可以捕获到 var
task2 = Task.Run(() => { return
GetName(); }); var
name = task2.Result; } catch
(Exception ex){ Console.WriteLine("Exception!"); }}static
void Go() { throw
null; }static
string GetName() { throw
null; } |
await后的的执行顺序
只有async方法在调用前才能加await么？
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static
void Main(){ Test(); Console.ReadLine();}static
async void
Test(){ Task<string> task = Task.Run(() =>{ Thread.Sleep(5000); return
"Hello World"; }); string
str = await task; //5 秒之后才会执行这里 Console.WriteLine(str);} |
答案很明显：await并不是针对于async的方法，而是针对async方法所返回给我们的Task，这也是为什么所有的async方法都必须返回给我们Task。所以我们同样可以在Task前面也加上await关键字，这样做实际上是告诉编译器我需要等这个Task的返回值或者等这个Task执行完毕之后才能继续往下走。
不用await关键字，如何确认Task执行完毕了？
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static
void Main(){ var
task = Task.Run(() =>{ return
GetName(); }); task.GetAwaiter().OnCompleted(() =>{ // 2 秒之后才会执行这里 var
name = task.Result; Console.WriteLine("My name is: "
+ name); }); Console.WriteLine("主线程执行完毕"); Console.ReadLine();}static
string GetName(){ Console.WriteLine("另外一个线程在获取名称"); Thread.Sleep(2000); return
"Jesse";} |
Task.GetAwaiter()和await Task 的区别？
Task如何阻塞主线程？
上面的右边是属于没有阻塞的情况，和我们的await仍然有一点差别，那么在获取Task的结果前如何阻塞主线程呢？
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static
void Main(){ var
task = Task.Run(() =>{ return
GetName(); }); var
name = task.GetAwaiter().GetResult(); Console.WriteLine("My name is:{0}",name); Console.WriteLine("主线程执行完毕"); Console.ReadLine();}static
string GetName(){ Console.WriteLine("另外一个线程在获取名称"); Thread.Sleep(2000); return
"Jesse";} |
Task.GetAwait()方法会给我们返回一个awaitable的对象，通过调用这个对象的GetResult方法就会阻塞主线程，当然也不是所有的情况都会阻塞。还记得我们Task的特性么？ 在一开始的时候就启动了另一个线程去执行这个Task，当我们调用它的结果的时候如果这个Task已经执行完毕，主线程是不用等待可以直接拿其结果的，如果没有执行完毕那主线程就得挂起等待了。
await 实质是在调用awaitable对象的GetResult方法
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static
async Task Test(){ Task<string> task = Task.Run(() =>{ Console.WriteLine("另一个线程在运行！"); // 这句话只会被执行一次 Thread.Sleep(2000); return
"Hello World"; }); // 这里主线程会挂起等待，直到task执行完毕我们拿到返回结果 var
result = task.GetAwaiter().GetResult(); // 这里不会挂起等待，因为task已经执行完了，我们可以直接拿到结果 var
result2 = await task; string
str = await task; //5 秒之后才会执行这里 Console.WriteLine(str);} |
到此为止，await就真相大白了，欢迎点评。Enjoy Coding! :)
原文：http://www.cnblogs.com/jesse2013/p/async-and-await.html