c# - 复合异步调用 - 怎么做？

Question

假设，我有 IAsynchronous 接口(interface)，它支持两种执行某些操作的方法(“开始/结束”模式):

• IAsyncResult BeginOperation(AsyncCallback 回调，对象状态)
• EndOperation(IAsyncResult ar)

还假设我有类 A : IAsynchronous 和 B : IAsynchronous。我必须实现 Compound : IAsynchronous 类。 Compound的操作是调用A的操作，等待其完成，然后调用B的操作，然后调用像往常一样回调。

问题是如何设计Compound类:

• 我应该保留原始的 state 对象并在 Compound 的操作完成时调用原始回调。因此，我不能简单地将它们传递给 A.BeginOperation 或 B.BeginOperation。
• 此外，Compound.EndOperation 应该重新抛出由 A.EndOperation 或 B.EndOperation 抛出的任何异常。如果 A.EndOperation 抛出异常，则 Compound 的操作不应调用 B.EndOperation，因为复合操作已经失败。
• 如果不仅有 2 个内部操作，而且有 3 个或更多怎么办？有通用的方法吗？

为了清楚起见，请考虑以下示例。假设我们有支持以下方法的 Multiplier 类:

• IAsyncResult BeginMultiply(LargeNumber x，LargeNumber y，AsyncCallback 回调，对象状态)
• LargeNumber EndMultiply(IAsyncResult ar)

并且您想编写支持以下方法的 ThreeMultiplier 类:

• IAsyncResult BeginMultiply(LargeNumber x，LargeNumber y，LargeNumber z，AsyncCallback 回调，对象状态)
• LargeNumber EndMultiply(IAsyncResult ar)

ThreeMultiplier 类应该使用Multiplier 类来计算x * y * z。为此，它首先计算 x * y(通过 Multiplier.Begin/EndMultiply)，然后将结果乘以 z。当然，Multiplier.EndMultiply 可以抛出 SomeException，它在任何一步都无法计算 x * y * z。

实现它的最佳(或好的)方法是什么？有规律吗？

Answer 1

在编写新代码时，我会避免使用 APM(异步编程模型:使用 IAsyncResult 以及 Begin* 和 End*)。

在 Visual Studio 2010 中引入了任务并行库 (TPL)，同时引入了任务异步模式 (TAP)。此模式是支持 VS 2012 (C# 5) 中新的 async/await 关键字的底层框架 API 的基础。您可以使用 Task.FromAsync(); 包装 APM 实现；但如果您正在编写新代码，那么使用 Task/Task 将是 future 更好的选择。

使用 TAP，您使用将异步执行委托(delegate)的 Task 对象包装委托(delegate)。然后您可以“继续”其他异步任务，这些任务将在第一个委托(delegate)完成时运行。例如，如果您有两个委托(delegate)，其中一个需要在另一个完成时运行，您可以这样做:

        Task.Factory.StartNew(() => MyMethod())
            .ContinueWith(() => MyOtherMethod());

您可以将其包装在一个方法中:

public void AsyncCompound(Action firstAcction, Action secondAction)
{
            Task.Factory.StartNew(firstAction)
                .ContinueWith(secondAction);
}

...定义 IAsyncResult 类和实现 Begin 和 End 方法的工作量要少得多。

至于 .NET 3.5——流行的模式是 APM——没有始终可用的“任务”类。有一些 TPL 实现可能会起作用，但我没有使用过它们。或者你可以查看 Reactive Extensions因为它是另一种实现异步操作的方式——尽管是基于事件的。

APM 会很快变得冗长，因此，我建议尽可能使用委托(delegate)。我还建议重新使用 IAsyncResult 实现，例如 http://msdn.microsoft.com/en-us/magazine/cc163467.aspx 中的实现。例如:

public class Multiplier
{
    public LargeNumber Multiply(LargeNumber x, LargeNumber y)
    {
        return x * y;
    }

    public IAsyncResult BeginMultiply(LargeNumber x, LargeNumber y, AsyncCallback callback, object state)
    {
        AsyncResult<LargeNumber> ar = new AsyncResult<BigInteger>(callback, state);
        ThreadPool.QueueUserWorkItem(o =>
        {
            var asyncResult = (AsyncResult<LargeNumber>)o;
            try
            {
                var largeNumber = Multiply(x, y);
                asyncResult.SetAsCompleted(largeNumber, false);
            }
            catch (Exception e)
            {
                asyncResult.SetAsCompleted(e, false);
            }
        }, ar);
        return ar;
    }

    public LargeNumber EndMultiply(IAsyncResult asyncResult)
    {
        var ar = (AsyncResult<LargeNumber>)asyncResult;

        return ar.EndInvoke();
    }

    public IAsyncResult BeginMultiply(LargeNumber x, LargeNumber y, LargeNumber z, AsyncCallback callback, object state)
    {
        AsyncResult<LargeNumber> ar = new AsyncResult<LargeNumber>(callback, state);

        BeginMultiply(x, y, (asyncResult1) =>
        {
            var firstResult = EndMultiply(asyncResult1);
            BeginMultiply(firstResult, z, (asyncResult2) =>
            {
                var secondResult = EndMultiply(asyncResult2);
                ar.SetAsCompleted(secondResult, true);
            }, state);
        }, state);
        return ar;
    }
}

然后可以按如下方式使用它来异步计算一个值并返回到当前线程:

var asyncResult = multiplier.BeginMultiply(x, y, z, ar => { }, null);
var result = multiplier.EndMultiply(asyncResult);

或者，您可以链接到其他要在后台线程上执行的代码:

        multiplier.BeginMultiply(x, y, z, ar =>
                                          {
                                            var result = multiplier.EndMultiply(ar);
                                            /* TODO: something with result on this background thread */
                                          }, null);

...这将由您决定如何获得结果，以及如何与调用 BeginMultiply 的线程交互(如果有的话)。