C#中異步和多線程的區別

2019-11-10 22:45:55

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供稿：網友

C#中異步和多線程的區別是什么呢？異步和多線程兩者都可以達到避免調用線程阻塞的目的，從而提高軟件的可響應性。甚至有些時候我們就認為異步和多線程是等同的概念。但是，異步和多線程還是有一些區別的。而這些區別造成了使用異步和多線程的時機的區別。

異步和多線程的區別之異步操作的本質

所有的程序最終都會由計算機硬件來執行，所以為了更好的理解異步操作的本質，我們有必要了解一下它的硬件基礎。熟悉電腦硬件的朋友肯定對DMA這個詞不陌生，硬盤、光驅的技術規格中都有明確DMA的模式指標，其實網卡、聲卡、顯卡也是有DMA功能的。DMA就是直接內存訪問的意思，也就是說，擁有DMA功能的硬件在和內存進行數據交換的時候可以不消耗CPU資源。只要CPU在發起數據傳輸時發送一個指令，硬件就開始自己和內存交換數據，在傳輸完成之后硬件會觸發一個中斷來通知操作完成。這些無須消耗CPU時間的I/O操作正是異步操作的硬件基礎。所以即使在DOS 這樣的單進程（而且無線程概念）系統中也同樣可以發起異步的DMA操作。

異步和多線程的區別之線程的本質

線程不是一個計算機硬件的功能，而是操作系統提供的一種邏輯功能，線程本質上是進程中一段并發運行的代碼，所以線程需要操作系統投入CPU資源來運行和調度。

異步和多線程的區別之異步操作的優缺點

因為異步操作無須額外的線程負擔，并且使用回調的方式進行處理，在設計良好的情況下，處理函數可以不必使用共享變量（即使無法完全不用，最起碼可以減少共享變量的數量），減少了死鎖的可能。當然異步操作也并非完美無暇。編寫異步操作的復雜程度較高，程序主要使用回調方式進行處理，與普通人的思維方式有些初入，而且難以調試。

異步和多線程的區別之多線程的優缺點

多線程的優點很明顯，線程中的處理程序依然是順序執行，符合普通人的思維習慣，所以編程簡單。但是多線程的缺點也同樣明顯，線程的使用（濫用）會給系統帶來上下文切換的額外負擔。并且線程間的共享變量可能造成死鎖的出現。

適用范圍

在了解了線程與異步操作各自的優缺點之后，我們可以來探討一下線程和異步的合理用途。我認為：當需要執行I/O操作時，使用異步操作比使用線程+同步 I/O操作更合適。I/O操作不僅包括了直接的文件、網絡的讀寫，還包括數據庫操作、Web Service、HttPRequest以及.net Remoting等跨進程的調用。

而線程的適用范圍則是那種需要長時間CPU運算的場合，例如耗時較長的圖形處理和算法執行。但是往往由于使用線程編程的簡單和符合習慣，所以很多朋友往往會使用線程來執行耗時較長的I/O操作。這樣在只有少數幾個并發操作的時候還無傷大雅，如果需要處理大量的并發操作時就不合適了。

異步和多線程的區別實例研究

說了那么理論上的東西，可能有些兄弟早就不耐煩了，現在我們來研究幾個實際的異步操作例子吧。

異步和多線程的區別實例：由delegate產生的異步方法到底是怎么回事？

大家可能都知道，使用delegate可以“自動”使一個方法可以進行異步的調用。從直覺上來說，我覺得是由編譯器或者CLR使用了另外的線程來執行目標方法。到底是不是這樣呢？讓我們來用一段代碼證明一下吧。

12345678910111213141516171819202122232425262728293031323334353637383940414243444546474849505152535455565758 using System; using System.Threading;namespace AsyncDelegateDemo{ delegate void AsyncFoo(int i); class Program { /// ﹤summary﹥ /// 輸出當前線程的信息 /// ﹤/summary﹥ /// ﹤param name="name"﹥方法名稱﹤/param﹥ static void PrintCurrThreadInfo(string name) { Console.WriteLine("Thread Id of " + name + " is: " + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId + ", current thread is " + (Thread.CurrentThread.IsThreadPoolThread ? "" :"not ") + "thread pool thread."); } /// ﹤summary﹥ /// 測試方法，Sleep一定時間 /// ﹤/summary﹥ /// ﹤param name="i"﹥Sleep的時間﹤/param﹥ static void Foo(int i) { PrintCurrThreadInfo("Foo()"); Thread.Sleep(i); } /// ﹤summary﹥ /// 投遞一個異步調用 /// ﹤/summary﹥ static void PostAsync() { AsyncFoo caller = new AsyncFoo(Foo); caller.BeginInvoke(1000,new AsyncCallback(FooCallBack), caller); } static void Main(string[] args) { PrintCurrThreadInfo("Main()"); for (int i = 0; i < 100; i++) { PostAsync(); } Console.ReadLine(); } static void FooCallBack(IAsyncResult ar) { PrintCurrThreadInfo("FooCallBack()"); AsyncFoo caller = (AsyncFoo)ar.AsyncState; caller.EndInvoke(ar); } }}