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[ASP.net教程][.NET] 利用 async await 进行异步 IO 操作

利用 async & await 进行异步 IO 操作

【博主】反骨仔  【出处】http://www.cnblogs.com/liqingwen/p/6082673.html   

序  

  上次,博主通过《利用 async & await 的异步编程》这篇点睛之作初步介绍了 async & await 的基本用法及异步的控制流和一些其它的东西;  

  接着,博主通过《怎样使用 async & await 一步步将同步代码转换为异步编程》这篇随笔诱导大家如何一步步转换自己的同步代码;

  今天,我们来一起看看如何用异步进行 IO 操作。

 

使用异步特性实现 IO 操作的意义

  • 异步特性有利于增强应用程序的响应能力。因为一个操作的 UI 线程可以执行其他工作。如果 UI 线程需要执行较长时间的代码(如,> 50ms),UI 会阻塞到 I/O 完成,这时用户界面线程才可以重新处理键盘、鼠标输入和其他操作。
  • 文件访问操作的延迟在本地也许非常低,但是,我们可以考虑一下文件在非本地时进行的操作。例如,文件可能会存放位于远程的服务器。
  • 使用异步额外增加的开销很小。
  • 异步任务可以并行运行。

 

使用 FileStream 类


  示例使用 FileStream 类,它具有一个 option 导致异步 I/O 发生在操作系统级别。使用此 option,您可以避免在许多情况下阻塞线程池线程。若要启用该 option,则指定 useAsync = true 或在构造函数中进行参数调用。

  不能设置 StreamReader 和 StreamWriter 的 option,如果直接通过指定文件路径打开这些文件。但是,您如果想使用该 option,则提供自己 FileStream 类打开的 Stream。 请注意,异步调用是在 UI app,即使线程池线程阻塞,在 await 期间,用户界面线程也不会被阻塞。

 

编写文本

  下面的示例是将文本写入到文件。在每个 await 语句中,都会立即退出。当文件 I/O 完成时,方法会执行 await 语句后面的语句。请注意异步修饰符在使用 await 语句方法的定义。

1     private async void btnWrite_Click(object sender, RoutedEventArgs e)2     {3       await WriteTextAsync();4     }

btnWrite_Click

 

 1     /// <summary> 2     /// 异步写入文件 3     /// </summary> 4     /// <returns></returns> 5     private async Task WriteTextAsync() 6     { 7       var path = $"temp.txt"; 8       var content = Guid.NewGuid().ToString(); 9 10       using (var fs = new FileStream(path,11         FileMode.OpenOrCreate, FileAccess.ReadWrite, FileShare.None, bufferSize: 4096, useAsync: true))12       {13         var buffer = Encoding.UTF8.GetBytes(content);14 15         //var writeTask = fs.WriteAsync(buffer, 0, buffer.Length);16         //await writeTask;17         await fs.WriteAsync(buffer, 0, buffer.Length);18       }19     }

  行号 17 的语句可以修改为:

1  //await fs.WriteAsync(buffer, 0, buffer.Length);2  //可以改为3  var writeTask = fs.WriteAsync(buffer, 0, buffer.Length);4  await writeTask;

  第一个语句(行号 1)返回任务并导致进程的文件。使用等待的第二个语句(行号3、4)导致方法立即退出并返回其他任务。当随后处理的文件完成时,执行回 await 的语句。 

 

读取文本


  下面的示例是从文件中读取文本。将文本缓冲区的内容放入 StringBuilder。不同于在前面的示例,会不断 await 一个读取的长度值。ReadAsync 方法返回 Task<Int32>,即 Task<int>,因此,等待的计算生成一个 Int32 值(numRead),在操作完成之后。

 1     /// <summary> 2     /// 异步读取文本 3     /// </summary> 4     /// <param name="fileName"></param> 5     /// <returns></returns> 6     private async Task<string> ReadTextAsync(string fileName) 7     { 8       using (var fs = new FileStream(fileName, 9         FileMode.OpenOrCreate, FileAccess.Read, FileShare.None, bufferSize: 4096, useAsync: true))10       {11         var sb = new StringBuilder();12         var buffer = new byte[0x1000]; //十六进制 等于十进制的 409613         var readLength = 0;14 15         while ((readLength = await fs.ReadAsync(buffer, 0, buffer.Length)) != 0)16         {17           var text = Encoding.UTF8.GetString(buffer, 0, readLength);18           sb.Append(text);19         }20 21         return sb.ToString();22       }23     }

 

 1     private async void btnRead_Click(object sender, RoutedEventArgs e) 2     { 3       var fileName = $"temp.txt"; 4       if (!File.Exists(fileName)) 5       { 6         Debug.WriteLine($"文件找不到:{fileName}"); 7         return; 8       } 9 10       try11       {12         var content = await ReadTextAsync(fileName);13         Debug.WriteLine(content);14       }15       catch (Exception ex)16       {17         Debug.WriteLine(ex.Message);18       }19     }

btnRead_Click

 

并行异步 I/O

  下面的示例通过编写多个文本文件进行演示并行处理。对于每个文件,WriteAsync 方法返回后将被添加到任务列表的集合中。在处理完成所有的任务时,await Task.WhenAll(tasks); 语句将退出方法并恢复执行。

  在任务完成后,进入 finally 块的将所有 FileStream 实例进行清理回收。如果直接在 using 语句中创建 FileStream 实例,则 FileStream 实例可能在任务完成之前就被处理。

  【注意】所有性能提高几乎完全是异步并行处理。异步的优点是它不会占用多个线程,也就是说,它不会占用用户界面线程。

 1     /// <summary> 2     /// 异步写入多个文件 3     /// </summary> 4     /// <param name="folder"></param> 5     /// <returns></returns> 6     private async Task WriteMultiTextAsync(string folder) 7     { 8       var tasks = new List<Task>(); 9       var fileStreams = new List<FileStream>();10 11       try12       {13         for (int i = 1; i <= 10; i++)14         {15           var fileName = Path.Combine(folder, $"{i}.txt");16           var content = Guid.NewGuid().ToString();17           var buffer = Encoding.UTF8.GetBytes(content);18 19           var fs = new FileStream(fileName,20     FileMode.OpenOrCreate, FileAccess.ReadWrite, FileShare.None, bufferSize: 4096, useAsync: true);21           fileStreams.Add(fs);22 23           var writeTask = fs.WriteAsync(buffer, 0, buffer.Length);24           tasks.Add(writeTask);25         }26 27         await Task.WhenAll(tasks);28       }29       finally30       {31         foreach (var fs in fileStreams)32         {33           fs.Close();34           fs.Dispose();35         }36       }37     }

 

 1     private async void btnWriteMulti_Click(object sender, RoutedEventArgs e) 2     { 3       var folder = $"temp"; 4  5       if (!Directory.Exists(folder)) 6       { 7         Directory.CreateDirectory(folder); 8       } 9 10       await WriteMultiTextAsync(folder);11     }

btnWriteMulti_Click

  在使用 WriteAsync 和 ReadAsync 方案时,你可以指定 CancellationToken,来在中途取消操作。 

 

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