异步操作的优缺点及其应用场合

2024-07-04 01:30| 来源: 网络整理| 查看: 265

我曾经提到异步操作能提高系统的吞吐能力，正确使用异步操作来校正滥用异步的错误做法，那异步究竟有何优点值得我们使用？而又有什么缺点需要我们使用的时候小心呢？诚如老赵所说，异步并不一定能提高系统性能，甚至因为线程的创建，消亡，和切换会增加系统开销，但异步除了提高性能，还可以增强系统的健壮性。在过去，windows程序总是单线程的，在这样的系统中，如果出现了异常，系统就会因此而崩溃，甚至连我们的操作系统也是单线程的，所以每次出现异常，我们的计算机用户都要不厌其烦强制关机，然后重启才能解决问题。加入多线程之后，当一个线程上的任务发生异常的时候，其他线程有能力不受影响，从此防止整个应用程序的崩溃。此外如果用户是在一个UI中操作某项耗时的操作，如果不使用异步，那UI线程就会被阻塞，导致界面无法响应，用户就会很无助，增加了异步，让复杂的任务在另外的线程中完成，就会有比较好的用户体验。而且异步并不是说对性能提高没有作用，CLR线程的创建，销毁，和线程上下文切换的确会有很大的开销，比如每创建一个线程，都必须申请 1MB的地址空间用于线程的用户模式，申请12KB左右的德地址空间用于线程的内核模式，而且还要求进程调用每个dll中的一个固定的函数来通知所有的dll系统创建了一个新的线程，同样在销毁的时候，也要做类似的通知，上面这一切似乎都说明了异步操作对于性能的坏处，但事实并非完全如此，我们知道当前的处理器基本上都是双核，或者支持hyper-thread，一个线程的执行总会占用 1 个cpu逻辑核，如果我们的计算机是 4核，8核，而我们不采用异步，那其实多核就没什么太大优势，因为总是 1个核在工作，而另外的核却在休息，效率肯定低下，而此时用多线程，就可以充分使用计算机的处理器资源。同时对于一些有IO限制的操作而言，如读取磁盘文件，网络数据相关操作时，整个过程并不是完全靠运算，而是要通过磁盘驱动器或者网络驱动器来协助完成，比如读取磁盘中的一个文件，当应用程序的读取线程发出读请求的时候，该请求会被磁盘驱动器所排队处理，假如它是个很长的操作，那么该操作会在磁盘驱动器上排队或者执行很长时间，而这段时间读线程就处于阻塞的状态，这样就浪费了线程资源，正确的做法应该是线程将读请求发送到磁盘驱动器后马上返回，继续处理其他任务，而当磁盘驱器操作完成的时候，由磁盘驱动器来通知或者由一个线程来轮询执行状态。这样就防止线程资源被浪费，从而提高系统性能。总结一下上面的说法，

优点： 1) 在 I/O受限等情况下，异步能提 2) 异步能增强系统健壮性 3) 异步能改善用户体验

同时也有缺点，如下 1) 滥用异步，会影响性能 2) 增加编程难度

总结对比各种异步操作的实现方式实现异步，主要包含以下几种方法 1) 使用专用线程，方法为： System.Threading.ThreadStart ts = new System.Threading.ThreadStart(void(object state) target); System.Threading.Thread th = new System.Threading.Thread(ts); ts.Start(); 调用 Start()方法之前，并没有实质性得创建线程资源，而是 Start()后才进行创建，此种方式的好处在于能设置线程是前台线程还是后台线程，并且能控制线程的挂起和消亡 2) 使用线程池中的线程线程是一种比较宝贵的资源，所以使用的时候就要加倍珍惜，线程池中线程在使用完成之后并不是马上销毁，而是回到池中等待下一次的使用，这样就可以较少线程创建的消耗。使用方法如下： ThreadPool.QueueUserWorkItem(WaitCallback callback) 需要注意的是此种方法使用的均为后台线程

3) 使用异步编程模型这种方法是 MS推荐的使用方法，该模型普遍格式为： BeginXXX(…IAsyCallBack callback，object asyState); EndXXX(IAsyState ar); 这种模型的好处上面已经有所阐述

4) 使用 BackgroundWorker .Net2.0 下提供了 BackgroundWorker，使用它可以轻易的完成异步操作，并且它还有一些功能上的加强，比如取消操作、

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