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在C#中异步编程

news 2025/7/15 2:45:39

在C#中，异步编程是一种编写并发和响应式代码的技术，通过将耗时的操作放在后台线程中执行，以避免阻塞主线程，提高程序的性能和响应性。异步编程使用async和await关键字，结合任务（Task）和异步操作（Async Operation）来处理并发操作。

异步编程的主要目标是在执行耗时操作时不阻塞主线程，以便主线程可以继续执行其他任务或保持响应。当耗时操作完成时，异步方法可以通知主线程进行后续处理。

下面是一个示例，演示了C#中异步编程的使用：

using System;
using System.Net.Http;
using System.Threading.Tasks;namespace AsyncExample
{class Program{static async Task Main(string[] args){// 调用异步方法await DownloadWebsiteAsync();Console.WriteLine("Press any key to exit.");Console.ReadKey();}static async Task DownloadWebsiteAsync(){using (HttpClient client = new HttpClient()){// 异步发送HTTP请求HttpResponseMessage response = await client.GetAsync("https://www.example.com");// 异步读取响应内容string content = await response.Content.ReadAsStringAsync();// 打印响应内容Console.WriteLine(content);}}}
}

在上述示例中，我们创建了一个异步方法DownloadWebsiteAsync，它使用HttpClient类来异步下载网页内容。

在Main方法中，我们使用await关键字调用了DownloadWebsiteAsync方法。await关键字将等待异步方法的完成，并允许主线程在此期间执行其他操作。

在DownloadWebsiteAsync方法中，我们使用HttpClient发送异步的HTTP请求并等待响应。使用await关键字可以在等待的同时不阻塞主线程。

随后，我们使用await关键字异步读取响应内容，并打印出来。

通过异步编程，我们可以在下载网页内容的同时，让主线程继续执行其他操作。这样可以保持程序的响应性，并提高性能。

需要注意的是，异步方法需要返回Task或Task<T>类型，以便可以被await关键字等待。在异步方法内部，可以使用await关键字等待其他异步操作的完成，这样可以构建异步操作的串行或并行执行流程。

另外，C#还提供了其他的异步编程模式，如使用Task.Run执行CPU密集型操作、使用Task.WhenAll并行执行多个异步操作、使用async/await和TaskCompletionSource自定义异步操作等。

当使用WPF开发应用程序时，异步编程对于处理复杂的用户界面和耗时的操作非常重要。下面是一个使用异步编程在WPF中下载和显示图片的示例：

using System;
using System.Net;
using System.Threading.Tasks;
using System.Windows;
using System.Windows.Controls;
using System.Windows.Media.Imaging;namespace WpfAsyncExample
{public partial class MainWindow : Window{public MainWindow(){InitializeComponent();}private async void DownloadButton_Click(object sender, RoutedEventArgs e){try{// 异步下载图片BitmapImage image = await DownloadImageAsync(UrlTextBox.Text);// 在UI线程上显示图片ImageControl.Source = image;}catch (Exception ex){MessageBox.Show($"Error: {ex.Message}");}}private async Task<BitmapImage> DownloadImageAsync(string imageUrl){using (WebClient client = new WebClient()){// 异步下载图片数据byte[] data = await client.DownloadDataTaskAsync(imageUrl);// 在UI线程上创建并返回BitmapImage对象return await Task.Run(() =>{BitmapImage image = new BitmapImage();image.BeginInit();image.StreamSource = new System.IO.MemoryStream(data);image.EndInit();image.Freeze(); // 冻结图像以供后续的跨线程访问return image;});}}}
}