(十)异步-委托异步调用（4）

一、委托异步执行

当委托对象被调用时，它调用其调用列表中包含的方法。这是同步完成的。

如果委托对象在调用列表中只有一个方法（引用方法），它就可以异步执行这个方法。委托类有两个方法，叫作 BeginInvoke 和 EndInvoke。

• 当调用委托的 BeginInvke 方法时，它开始在一个独立线程上执行引用方法，之后立即返回到原始线程。原始线程可以继续，而引用方法会在线程池的线程中并行执行。

• 当程序希望获取已完成的异步方法的结果时，可以检查 BeginInvoke 返回的 IAsyncResult 的 IsCompleted 属性，或调用委托的 EndInvoke 方法来等待委托完成。

原始线程如何知道发起的线程已经完成：

• 在等待直到完成（wait-until-done）模式中，在发起了异步方法以及做了一些其他处理之后，原始线程就中断并且等异步方法完成之后再继续。

• 在轮询（polling）模式中，原始线程定期检查发起的线程是否完成，如果没有则可以继续做一些其他的事情。

• 在回调（callback）模式中，原始线程一直执行，无须等待或检查发起的线程是否完成。

在发起的线程中的引用方法完成之后，发起的线程就会调用回调方法，由回调方法在调用 EndInvoke 之前处理异步方法的结果。

原始线程是操作系统内核在创建进程时创建的第一个线程。

二、BeginInvoke 和 EndInvoke

BeginInvoke：

• 在调用 BeginInvoke 时，参数列表中的实际参数：

  • 引用方法需要的参数；
  • 两个额外的参数—— callback 参数和 state 参数。

• BeginInvoke 从线程池中获取一个线程并且让引用方法在新的线程中开始运行。

• BeginInvoke 返回给调用线程一个实现 IAsyncResult 接口的对象的引用。这个接口引用包含了在线程池线程中运行的异步方法的当前状态。然后原始线程可以继续执行。

delegate long MyDel(int first,int second);//委托声明
...
static long Sun(int x,int y){ return x + y; }//方法匹配委托
...
MyDel del = new MyDel(Sum);//创建委托对象

IAsyncResult iar = del.BeignInvoke(3,5,null,null);

//IAsyncResult iar：有关新线程的信息
//del.BeignInvoke：异步调用委托
//3,5：委托参数
//callback(null) 和 state(null)：额外参数

//最后一行代码的程序执行步骤：
//1、从线程池中获取一个线程并且在新的线程上运行 Sum 方法，将3和5作为实参。
//2、它收集新线程的状态信息并且把 IAsyncResult 接口的引用返回给调用线程来提供这些信息。调用线程把它保存在一个叫作 iar 的变量中。

EndInoke 方法用来获取由异步方法调用返回的值，并且释放线程使用的资源。EndInvoke 有如下的特性。

• 它接受一个由 BeginInvoke 方法返回的 IAsyncResult 对象的引用作为参数，并找到它关联的线程。

• 如果线程池的线程已经退出，则 EndInvoke 做如下的事情。

  • 清理退出线程的状态并释放其资源。
  • 找到引用方法返回的值并把它作为返回值返回。

• 如果当 EndInvoke 被调用时线程池的线程仍然在运行，调用线程就会停止并等待它完成，然后再清理并返回值。因为 EndInvoke 是为开启的线程进行清理，所以必须确保对每一个 BeginInvoke 都调用 EndInvoke。

• 如果异步方法触发了异常，则在调用 EndInvoke 时会抛出异常。

long result = del.EndInvoke(iar);
//long result：异步方法的返回值
//del：委托对象
//iar：IAsyncResult 对象

EndInvoke 提供了异步方法调用的所有输出，包括 ref 和 out 参数。如果委托的引用方法有 ref 或 out 参数，则它们必须包含在 EndInvoke 的参数列表中，并且在 IAsyncResult 对象引用之前：

long result = del.EndInvoke(out someInt,iar);
//long result：异步方法的返回值
//out someInt：Out 参数
//iar：IAsyncResult 对象

等待直到完成模式

IAsyncResult iar = del.BeginInvoke(3,5,null,null);
//在发起线程中异步执行方法的同时，
//在调用线程中处理一些其他事情
...
long result =del.EndInvoke(iar);

示例：

   delegate long MyDel(int first, int second);//声明委托类型

    class Program
    {
        static long Sum(int x,int y)
        {
            Console.WriteLine("      Inside Sum");
            return x + y;
        }

        static void Main(string[] args)
        {
            MyDel del = new MyDel(Sum);

            Console.WriteLine("Before BeginInvoke");
            IAsyncResult iar = del.BeginInvoke(3, 5, null, null);//开始异步调用
            Console.WriteLine("After BeginInvoke");

            Console.WriteLine("Doing stuff");

            long result = del.EndInvoke(iar);//等待结束并获取结果
            Console.WriteLine($"After EndInvoke：{ result }");
            Console.ReadKey();
        }
    }

输出结果：

Before BeginInvoke
After BeginInvoke
Doing stuff
Inside Sum
After EndInvoke：8

三、AsyncResult 类

BeginInvoke 返回一个 IASyncResult 接口的引用（该接口由一个 AsynResult 类型的类实现）。AsyncResult 类代表了异步方法的状态。

• 当我们调用委托对象的 BeginInvke 方法时，系统创建了一个 AsyncResult 类对象。然而，它不返回类对象的引用，而是返回对象中包含的 IAsyncResult 接口的引用。

• AsyncResult 对象包含一个叫作 AsyncDelegate 的属性，它返回一个指向被调用来启动异步方法的委托的引用。但是，这个属性是类对象的一部分而不是接口的一部分。

• IsCompleted 属性返回一个布尔值，表示异步方法是否完成。

• AsyncState 属性返回对象的一个引用，作为 BeginInvoke 方法调用时的 state 参数。它返回 object 类型引用。

四、轮询模式

在轮询模式中，原始线程发起了异步方法的调用，做一些其他处理，然后使用 IAsyncResult 对象的 IsComplete 属性来定期检查开启的线程是否完成。如果异步方法已经完成，原始线程就调用 EndInvoke 并继续。否则，它做一些其他处理，然后过一会儿再检查。

示例：

   delegate long MyDel(int first, int second);

    class Program
    {
        static long Sum(int x, int y)
        {
            Console.WriteLine("          Inside Sum");
            Thread.Sleep(100);
            return x + y;
        }

        static void Main(string[] args)
        {
            MyDel del = new MyDel(Sum);
            IAsyncResult iar = del.BeginInvoke(3, 5, null, null);//开始异步调用
            Console.WriteLine("After BeginInvoke");

            while(!iar.IsCompleted)
            {
                Console.WriteLine("Not Done");
                //继续处理
                for (long i = 0; i < 10000000; i++)
                    ;
            }

            Console.WriteLine("Done");
            long result = del.EndInvoke(iar);
            Console.WriteLine($"Result：{ result }");

            Console.ReadKey();
        }
    }

输出结果：

After BeginInvoke
Not Done
Inside Sum
Not Done
Done
Result：8

五、回调模式

一旦初始线程发起了异步方法，它就自己管自己了，不再考虑同步。当异步方法带哦用结束之后，系统调用一个用户自定义的方法（回调方法）来处理结果，并且调用委托的 EndInvoke 方法。

BeginInvoke 参数：

• callback： 回调方法的名字（是 AsyncCallback 类型的委托）
• state： 要传入回调方法的一个对象的引用。（任何类型的对象）

1、回调方法

void AsyncCallback(IAsyncResult iar)

使用回调方法

IAsyncResult iar1 = del.BeginInvoke(3,5,new AsyncCallback(CallWhenDone),null);
IAsyncResult iar2 = del.BeginInvoke(3,5,new CallWhenDone,null);
//

2、在回调方法内调用 EndInvoke

如果不将 BeginInvoke 的 state 参数用于其他目的，可以使用它给回调方法发送委托的引用：

IAsyncResult IAR = del.BeginInvoke(3,5,CallWhenDone,del);
//del：委托对象
//第二个del：把委托对象作为状态参数发送

可以从作为参数发送给方法的 IAsyncResult 对象中提取出委托的引用。

void CallWhenDone(IAsyncResult iar)
{
AsyncResult ar = (AsyncResult) iar;//获取类对象的引用
MyDel del = (MyDel)ar.AsyncDelegate;//获取委托的引用

long Sum = del.EndInvoke(iar);//调用EndInvoke
...
}

使用回调模式的示例：

    delegate long MyDel(int first, int second);

    class Program
    {
        static long Sum(int x, int y)
        {
            Console.WriteLine("          Inside Sum");
            Thread.Sleep(100);
            return x + y;
        }

        static void CallWhenDone(IAsyncResult iar)
        {
            Console.WriteLine("              Inside CallWhenDone.");
            AsyncResult ar = (AsyncResult)iar;
            MyDel del = (MyDel)ar.AsyncDelegate;

            long result = del.EndInvoke(iar);
            Console.WriteLine("               The result is : {0}.", result);
        }

        static void Main(string[] args)
        {
            MyDel del = new MyDel(Sum);

            Console.WriteLine("Before BeginInvoke");
            IAsyncResult iar = del.BeginInvoke(3, 5, new AsyncCallback(CallWhenDone), null);

            Console.WriteLine("Doning more work in Main.");
            Thread.Sleep(500);
            Console.WriteLine("Done with Main. Exiting.");
            Console.ReadKey();
        }
    }

输出结果：

Before BeginInvoke
Inside Sum
Doning more work in Main.
Inside CallWhenDone.
The result is : 8.
Done with Main. Exiting.

六、计时器

一种定期重复运行异步方法的方法。

• 计时器在每次到期之后调用回调方法。

void TimerCallback(object state)

• 当计时器到期之后，系统会在线程池中的一个线程上设置回调方法。
• 可以设置的计时器的特性：
  • dueTime： 回调方法首次被调用之前的时间。如果 dueTime 被设置为特殊的值 Timeout.Infinite，则计时器不会开始；如果被设置为0，则回调函数被立即调用。
  • period： 两次成功调用回调函数之间的时间间隔。如果它的值被设置为 Timeout.Infinite，则回调在首次被调用之后不会再被调用。
  • state： 可以是 null 或在每次回调方法执行时要传入的对象的引用。

Timer(TimerCallback callback, object state, uint dueTime, uint period)

如果创建了 Timer 对象的实例：

Timer myTimer = new Timer(MyCallback, someObject, 2000, 1000);
//MyCallback：回调的名字
//someObject：传给回调的对象
//2000：在2000毫秒后第一次调用
//1000：每1000 毫秒调用一次

示例：

  class Program
    {
        int TimmesCalled = 0;
        void Display(object state)
        {
            Console.WriteLine($"{ (string)state } {  ++TimmesCalled }");
        }
        static void Main(string[] args)
        {
            Program p = new Program();

            Timer myTimer = new Timer(p.Display, "Processing timer event", 2000, 1000);
            Console.WriteLine("Timer started.");
            Console.ReadLine();
            Console.ReadKey();
        }
    }

书上说大概5秒后会终止输出结果，但是我的编程环境里，并不会这样，会一直不停地输出。代码例子和书上的一模一样的。按理说，这并不会结束地呼出结果，才是对的吧？先不管了，以后遇到了这个情况再看看。