多线程之旅(4)——APM初探

    科技2025-01-27  6

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    作者丨悟空聊架构 

    来源丨悟空聊架构 (PassJava666)

    阅读目录

    一、简单的串行执行程序

     二、使用委托来实现APM

    C#多线程之旅(4)——APM初探

    阅读本文需要10分钟,建议收藏转发后再阅读。 

    原文地址:C#多线程之旅(4)——APM初探

    C#多线程之旅目录:

    C#多线程之旅(1)——介绍和基本概念

    C#多线程之旅(2)——创建和开始线程

    C#多线程之旅(3)——线程池

    C#多线程之旅(4)——APM初探

    C#多线程之旅(5)——同步机制介绍

    C#多线程之旅(6)——详解多线程中的锁

    更多文章正在更新中,敬请期待......

    v博客前言

    先交代下背景,前面几章内容主要是介绍多线程的基本知识,这一章是因为正好接触到了APM(异步编程模型),发现APM真的很强大,其中有部分知识点涉及到了委托的BeginInvoke/EndInvoke,就由衷地想写下APM相关的知识。

    v写在前面

    强大的异步处理模型,不得不被它折服!

    v正文开始

    代码下载

    Thread_博客园_cnblogs_jackson0714.zip

    第一篇~第三篇的代码示例:

    源码地址:

    https://github.com/Jackson0714/Threads

    一、简单的串行执行程序

     我们先来看一个简单的程序:

    定义了一个int Add(int num),传入循环的次数num,返回循环相加的结果sum。

    Step 1.Main方法调用Add方法,循环执行了2次,所以延时了2s,返回结果sum=1,打印 Result:1;

    Step 2.Main方法循环执行了3次,延时了3s。

    友情提醒:如果觉得不想阅读多彩的Console打印代码,可以选择查看下面折叠的code区域。查看简洁版

    去掉颜色打印的code简洁版

    让我们看看这个程序的运行结果:

     我们可以从结果中看到:

      1.执行Add方法,是主线程执行Add方法;

      2.执行Main方法,是主线程执行Main方法;

      3.这中限时操作可以称为“计算限制的异步操作”;

      4.Add方法中模拟耗时操作(2s)和Main方法中模拟耗时操作(3s)是串行执行的,那么我们有没有一种方法使这两种操作并行执行了?(3s中之内搞定这两个耗时操作)。答案是可以用APM。

     

     下面我们用APM方式来节省2s的时间。

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     二、使用委托来实现APM

    2.1 预备知识

    我们使用泛型委托来实现APM,那么我们需要点预备知识(对委托很熟练的同学们可以跳过预备知识):

      1.什么是委托?

      2.什么是泛型委托?

      3.为什么使用委托来实现APM?

    对于这知识点1、2,可以参考我之前写的博客,在这里就不再说明了,《不惧面试:委托》

    对于第三个知识点,是因为委托定义了两个异步方法BeginInvoke和EndInvoke。

    我们可以先看看泛型委托的定义:

    /// <summary>

    /// 定义一个泛型委托

    /// </summary>

    /// <typeparam name="T">输入参数</typeparam>

    /// <typeparam name="TResult">返回值</typeparam>

    /// <param name="arg">输入参数</param>

    /// <returns name="TResult">返回值</returns>

    private delegate TResult Func<T, TResult>(T arg);

    对于这个定义,C#编译器会将这行代码编译成一个类定义,它的逻辑定义如下:

    public sealed class Func<T, TResult> : MulticastDelegate

    {

        public Func(Object obj, IntPtr method);

        public TResult Invoke(T arg);

        public IAsyncResult BeginInvoke(T arg, AsyncCallback callback, Object obj);

        public TResult EndInvoke(IAsyncResult result);

    }

    定义一个委托时,会生成一个BeginInvoke和EndInvoke方法的类。

    当定义下面的委托时

    public delegate void myDelegate(int value);通过反编译工具ILSpy查看结果:

    BeginInvoke:

      1.第一个参数arg为委托定义相同的参数(可以为两个参数arg,和委托的签名相同),可以传入到委托引用的方法;

      2.倒数第二个参数callback为回调方法,当BeginInvoke方法执行完后,会立即调用回调方法,如果callback=null,则不调用回调方法;

      3.倒数第一个参数object给EndInvoke用的。

      4.返回值为IAsyncResult类型的接口对象(实际上是AsynResult的类型实例)。该接口对象用途

        a.传递参数,它包含了对调用了BeginInvoke的委托的引用,这里是Add方法的int类型的输入参数;

        b.包含了BeginInvoke()的最后一个Object类型的参数

        c.它可以鉴别是哪个方法的哪一次调用,因为通过同一个委托变量可以对同一个方法调用多次。

    EndInvoke:

      1.第一个参数接收BeginInvoke返回的IAnsyResult;

      2.返回的TResult为委托引用的方法的返回值,这里是Add方法的int类型返回值

    2.2 用委托来实现APM的原理

    2.3 动手写个实现了APM的Code

    通过上面的流程图,相信我们对委托来实现APM有了一定的理解,再来读读code,相信能更快地理解。注释仅作参考,有问题可以回复我哦!

    让我们看看结果:

     注意:

      1.必须先将IAsyncResult转换为AsyncResult,才能获取到引用的委托,因为它没有包含在IAsyncResult接口的定义中;

      2.Add方法的调用,AddCallback方法都是线程池线程调用的;

      3.BeginInvoke的object参数可以为任何类型,例子中传递的是string类型的参数"I'm here!";

      4.主线程执行的for循环和Add方法中线程是同时进行的,交替打印结果;

      5.当异步的Add方法没有执行完毕,调用EndInvoke,则会阻塞当前线程池线程,只有异步方法执行完毕后,才会继续执行的代码;

      6.Add方法执行完后,会自动调用回调方法AddCallback;

      7.在调用EndInvoke可能抛出异常,所以需要加try/catch/finally,捕获EndInvoke的可能抛出的异常。

     

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