c# - IAsyncResult 与线程池

Question

我最近刚接触到 IAsyncResult 并且已经使用了很长时间。我真正想知道的是，当我们有更好的替代 ThreadPool 方法时，为什么还要使用 IAsyncResult？从我目前对两者的理解来看，我几乎在所有情况下都会选择使用 ThreadPool。所以我的问题是，是否存在 IAsyncResult 优于另一个的上下文？

为什么我不喜欢 IAsyncResult:

• 增加了 BeginXXX 和 EndXXX 的复杂性
• 如果调用者不关心返回值，他可能会忘记调用 EndXXX
• API 设计中的冗余增加(我们需要创建 Begin 和 End 包装器方法对于我们想要异步运行的每个方法)
• 可读性降低

把它放在代码中:

线程池

  public void ThreadPoolApproach()
  {
     ThreadPool.QueueUserWorkItem( ( a ) =>
     {
        WebClient wc = new WebClient();
        var response = wc.DownloadString( "http://www.test.com" );
        Console.WriteLine( response );
     } );
  }

IAsyncResult

  public void IAsyncResultApproach()
  {
     var a = BeginReadFromWeb( ( result ) =>
     {
        var response = EndReadFromWeb( result );
        Console.WriteLine( response );
     }, "http://www.test.com" );
  }

  public IAsyncResult BeginReadFromWeb( AsyncCallback a, string url )
  {
     var result = new AsyncResult<string>( a, null, this, "ReadFromFile" );

     ThreadPool.QueueUserWorkItem( ( b ) =>
     {
        WebClient wc = new WebClient();
        result.SetResult( wc.DownloadString( url ) );
        result.Complete( null );
     } );

     return result;
  }

  public string EndReadFromWeb( IAsyncResult result )
  {
     return AsyncResult<string>.End( result, this, "ReadFromFile" );
  }

Answer 1

不，您的两个代码片段之间存在巨大差异。两者实际上都使用线程池，第一个当然是明确地使用它。第二个以不太明显(和损坏)的方式执行它，IAsyncResult 回调在线程池线程上执行。

线程池是一种共享资源，在大型程序中，TP 线程有很多用途。不仅在您自己的代码中显式使用它们，.NET Framework 也使用它们。在线程池上运行的代码类型的指导是它是快速执行的代码，并且不会进行任何将 TP 线程置于等待状态的阻塞调用。阻塞是以一种非常低效的方式使用非常昂贵的操作资源，并破坏可能正在使用 TP 线程的其他代码。线程池的一个重要部分是调度器，它试图将执行 TP 线程的数量限制为机器可用的 CPU 内核数量。

但是阻塞正是您在第一个片段中所做的。 WebClient.DownloadString() 是一种非常慢的方法，无法比您的 Internet 连接或线路另一端的服务器允许的速度更快地完成。实际上，您可能会占用 TP 线程分钟。根本不做任何工作，它一直在等待 Socket.Read() 调用完成。有效的 CPU 内核利用率最多只有几个百分点。

当您使用 BeginXxxx() 或 XxxxAsync() 方法时，这有很多的不同。它在内部实现为一段代码，要求操作系统启动 I/O 操作。只需几微秒。操作系统将请求传递给设备驱动程序，在 DownloadStringAsync() 的情况下为 TCP/IP 堆栈。它作为数据项在 I/O 请求队列中的位置。您的电话很快就会回电。

最终，您的网卡从服务器获取数据，驱动程序完成 I/O 请求。通过几个层，让 CLR 获取另一个 TP 线程并运行您的回调。无论您对数据做什么，您都可以快速完成一些通常也需要几微秒的处理步骤。

请注意区别，您的第一个代码占用 TP 线程分钟，异步版本占用线程微秒。异步版本扩展更好，能够处理许多 I/O 请求。

代码的异步版本的一个重要问题是更难正确编写。同步版本中的局部变量需要成为异步版本中类的字段。它也更难调试。这就是 .NET 获得 Task 类的原因，该类后来进一步扩展，支持 C# 和 VB.NET 语言中的 async/await 关键字。