异步编程,异步编程

概述

转自:http://www.cnblogs.com/jesse2013/p/Asynchronous-Programming-In-DotNet.html

  在从前写的一篇关于async和await的前生今生的稿子未来,我们似乎在async和await提升网站拍卖能力方面还有部分问题,果壳网本身也做了广大的尝尝。先天大家再来回答弹指间以此题材,同时大家会做一个async和await在WinForm中的尝试,并且相比在4.5以前的异步编程格局APM/EAP和async/await的分别,最终大家还会追究在不同线程之间相互的题目。

概述

  在事先写的一篇有关async和await的前生今生的小说之后,我们似乎在async和await提高网站拍卖能力方面还有局部疑团,和讯本身也做了重重的尝尝。前天我们再来回答弹指间这多少个问题,同时我们会做一个async和await在WinForm中的尝试,并且相比较在4.5事先的异步编程情势APM/EAP和async/await的界别,最终我们还会追究在不同线程之间互相的题材。

  IIS存在着处理能力的题目,不过WinForm却是UI响应的问题,并且WinForm的UI线程至始至终都是同一个,所以两者之间有必然的分别。有人会问,现在还有人写WinForm吗?好啊,它确是一个相比较老的事物吗,不如WPF炫,技术也不如WPF先进,然而从架构层面来讲,不管是Web,仍旧WinForm,又可能WPF,Mobile,这些都只是表现层,不是么?现在的大型系统一般桌面客户端,Web端,手机,平板端都会波及,那也是怎么会有应用层,服务层的存在。大家在这谈论的ASP.NET
MVC,WinForm,WFP,Android/IOS/WP
都是呈现层,在表现层我们应当只处理与“表现”相关的逻辑,任何与作业相关的逻辑应该都是放在下层处理的。关于架构的问题,我们后边再渐渐深切,别的别说我尚未提示您,我们先天还会看到.NET中另一个曾经老去的技巧Web
Service(Service)。

  还得提醒您,小说内容有点长,涉及的知识点相比较多,所以,我引进:”先顶后看“
,先顶后看是21世纪看长篇的首选之道,是地道关系的开首,想清楚是怎么会让您特殊吧?想领悟为什么新加坡前天会下这样大的雨么?请牢记先顶后看,你顶的不是本身的篇章,而是我们冒着大雨还要去上班的可贵精神!先顶后看,你值得所有!

  IIS存在着拍卖能力的题材,但是WinForm却是UI响应的题目,并且WinForm的UI线程至始至终都是同一个,所以两者之间有肯定的区别。有人会问,现在还有人写WinForm吗?好吧,它确是一个相比老的东西啊,不如WPF炫,技术也不如WPF先进,不过从架构层面来讲,不管是Web,依然WinForm,又可能WPF,Mobile,这么些都只是表现层,不是么?现在的特大型系统一般桌面客户端,Web端,手机,平板端都会波及,这也是干什么会有应用层,服务层的留存。我们在这谈论的ASP.NET
MVC,WinForm,WFP,Android/IOS/WP
都是显示层,在表现层大家应有只处理与“表现”相关的逻辑,任何与作业有关的逻辑应该都是坐落下层处理的。关于架构的问题,我们前边再逐步深远,此外别说我尚未指示您,我们今日还会看到.NET中另一个曾经老去的技巧Web
Service。

目录

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async/await怎样升级IIS处理能力

  首先响应能力并不完全是说大家先后性能的问题,有时候可能您的顺序尚未任何问题,而且仔细经过优化,不过响应能力依然尚未上来,网站性能分析是一个错综复杂的活,有时候只好靠经验和持续的尝尝才能达标相比较好的职能。当然我们前日谈论的重中之重是IIS的处理能力,或者也恐怕就是IIS的习性,但并未代码本身的特性。即便async/await可以增进IIS的拍卖能力,可是对于用户来说一切页面从发起呼吁到页面渲染完成的这个日子,是不会因为大家加了async/await之后暴发多大转移的。

  另外异步的ASP.NET并非唯有async/await才可以做的,ASP.NET在Web
Form时代就已经有异步Page了,包括ASP.NET
MVC不是也有异步的Controller么?async/await
很新,很酷,不过它也只是在原有一技艺基础上做了一部分立异,让程序员们写起异步代码来更易于了。我们常说微软欣赏新瓶装旧酒,至少大家要察看那个新瓶给大家带来了什么,不管是此外产品,都不容许一起头就很完善,所以持续的迭代立异,也可以说是一种科学做事的艺术。

目录

ASP.NET并行处理的步子

   ASP.NET是什么样在IIS中工作的一文已经很详细的介绍了一个伸手是什么样从客户端到服务器的HTTP.SYS末了进入CLR举行拍卖的(强烈指出不打听这一块的同窗先看这篇作品,有助于你知道本小节),可是拥有的步骤都是按照一个线程的倘使下进展的。IIS本身就是一个多线程的行事环境,假若我们从多线程的观点来看会发生什么样变化呢?我们首先来看一下底下这张图。注意:大家上边的步子是建立在IIS7.0将来的融会情势基础之上的。(注:上边这张图在dudu的唤起之后,重新做了有些物色工作,做了有的转移,w3dt这一步来自于博客园集团对题目的随地探索,详情可以点这里

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  我们再来梳理一下方面的手续:

  1. 负有的伏乞最最先是由HTTP.SYS接收的,HTTP.SYS内部有一个连串维护着那一个请求,这一个队列的request的数码超越一定数量(默认是1000)的时候,HTTP.SYS就会一贯回到503景观(服务器忙),这是我们的首先个阀门。性能计数目的:“Http
    Service Request Queues\CurrentQueueSize
  2. 由w3dt负责把请求从HTTP.SYS
    的体系中置放一个应和端口的系列中,据非官方资料显示该队列长度为能为20(该队列是非公开的,没有文档,所以也从未性能计数器)。
  3. IIS
    的IO线程从上一步的队列中获取请求,固然是需要ASP.NET处理的,就会传递给CLR
    线程池的Worker 线程,IIS的IO线程继续回到重新做该手续。CLR
    线程池的Worker线程数量是第二个阀门。
  4. 当CLR中正在被处理的呼吁数据超出一定值(最大并行处理请求数量,.NET4随后默认是5000)的时候,从IO线程过来的请求就不会向来提交Worker线程,而是放到一个进程池级另外一个队列了,等到这几个数目仅次于临界值的时候,才会把它再一次提交Worker线程去处理。这是大家的第四个阀门。
  5. 上一步中说到的特别进程池级另外系列有一个长度的限制,可以经过web.config里面的processModel/requestQueueLimit来安装。那可以说也是一个阀门。当正在处理的多寡超过所允许的最大并行处理请求数量的时候,大家就会得到503了。可以经过性能计数目的:“ASP.NET
    v4.0.30319\Requests Queued
    ” 来查阅该队列的尺寸。

async/await怎么样升级IIS处理能力

  首先响应能力并不完全是说我们先后性能的题目,有时候可能你的程序没有另外问题,而且仔细经过优化,不过响应能力或者不曾上来,网站性能分析是一个复杂的活,有时候只好靠经验和不断的品味才能落得相比较好的成效。当然我们明日商量的首假如IIS的处理能力,或者也说不定就是IIS的属性,但并未代码本身的性能。尽管async/await可以进步IIS的拍卖能力,但是对于用户来说一切页面从发起呼吁到页面渲染完成的这多少个时间,是不会因为大家加了async/await之后爆发多大变迁的。

  其余异步的ASP.NET并非只有async/await才足以做的,ASP.NET在Web
Form时代就曾经有异步Page了,包括ASP.NET
MVC不是也有异步的Controller么?async/await
很新,很酷,不过它也只是在原始一技能基础上做了部分改进,让程序员们写起异步代码来更易于了。我们常说微软喜欢新瓶装旧酒,至少我们要来看那一个新瓶给大家带来了哪些,不管是任何产品,都不容许一开首就很周详,所以持续的迭代立异,也得以说是一种科学做事的措施。

 哪些因素会控制我们的响应能力

  从地方大家提到了几大阀门中,我们可以得出下边的多少个数字控制或者说影响着我们的响应能力。

  1. HTTP.SYS队列的长短
  2. CLR线程池最大Worker线程数量
  3. 最大并行处理请求数量
  4. 进程池级别队列所允许的长度

HTTP.SYS队列的尺寸

  其一自家觉得不需要额外解释,默认值是1000。这一个值取决于大家我们前面IIS
IO线程和Worker线程的处理速度,假使它们七个都处理不了,这么些数字再大也并未用。因为最终他们会被储存到进程池级其余行列中,所以只会造成内存的荒废。

最大Worker线程数量

  这多少个值是足以在web.config中展开安排的。

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  maxWorkerThreads: CLR中实际处理请求的最大Worker线程数量
  minWorkerThreads:CLR中真实处理请求的纤维Worker线程数量

  minWorkerThreads的默认值是1,合理的加大他们能够防止不必要的线程创造和销毁工作。

最大并行处理请求数量

  进程池级其余队列给我们的CLR一定的缓冲,这中间要专注的是,这一个行列还尚无进去到CLR,所以它不会占有大家托管环境的此外资源,也就是把请求卡在了CLR的外围。我们需要在aspnet.config级别举办部署,我们可以在.net
fraemwork的安装目录下找到它。一般是 C:\Windows\Microsoft.NET\Framework\v4.0.30319
即便您安装的是4.0的话。

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  maxConcurrentRequestPerCPU:
每个CPU所允许的最大并行处理请求数量,当CLR中worker线程正在处理的哀告之和超乎这些数时,从IO线程过来的伏乞就会被安放我们进程池级其余队列中。
  maxConcurrentThreadsPerCPU: 设置为0即禁用。
  requestQueue: 进程池级别队列所允许的长度  

ASP.NET并行处理的手续

   ASP.NET是咋样在IIS中工作的一文已经很详细的牵线了一个伸手是什么从客户端到服务器的HTTP.SYS最终进入CLR进行拍卖的(强烈提出不明白这一块的同班先看这篇作品,有助于你领会本小节),可是拥有的步调都是遵照一个线程的假若下开展的。IIS本身就是一个多线程的劳作条件,倘诺我们从多线程的见地来看会暴发如何变化吗?我们率先来看一下底下这张图。注意:我们下面的步子是树立在IIS7.0未来的融会形式基础之上的。(注:下边这张图在dudu的提示之后,重新做了有的摸索工作,做了一部分改成,w3dt这一步来自于新浪团体对题目的缕缕探索,详情可以点这里

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  我们再来梳理一下上边的步子:

  1. 抱有的哀告最开端是由HTTP.SYS接收的,HTTP.SYS内部有一个行列维护着这个请求,这一个行列的request的数码超过一定数额(默认是1000)的时候,HTTP.SYS就会直接回到503情景(服务器忙),这是我们的第一个阀门。性能计数目的:“Http
    Service Request Queues\CurrentQueueSize
  2. 由w3dt负责把请求从HTTP.SYS
    的队列中放到一个对应端口的体系中,据非官方资料呈现该队列长度为能为20(该队列是非公开的,没有文档,所以也远非性能计数器)。
  3. IIS
    的IO线程从上一步的行列中收获请求,假如是亟需ASP.NET处理的,就会传送给CLR
    线程池的Worker 线程,IIS的IO线程继续回来重新做该步骤。CLR
    线程池的Worker线程数量是第二个阀门。
  4. 当CLR中正在被拍卖的请求数据抢先一定值(最大并行处理请求数量,.NET4后头默认是5000)的时候,从IO线程过来的呼吁就不会一直提交Worker线程,而是放到一个进程池级此外一个队列了,等到那么些数据紧跟于临界值的时候,才会把它再度提交Worker线程去处理。那是大家的第五个阀门。
  5. 上一步中说到的可怜进程池级此外队列有一个尺寸的范围,可以因而web.config里面的processModel/requestQueueLimit来安装。这可以说也是一个阀门。当正在处理的数目超出所允许的最大并行处理请求数量的时候,我们就会博得503了。可以由此性能计数目的:“ASP.NET
    v4.0.30319\Requests Queued
    ” 来查阅该队列的长短。

async和await 做了怎么?

  我们算是要切入核心了,拿ASP.NET
MVC举例,如若不使用async的Action,那么必然,它是在一个Woker线程中执行的。当我们访问片段web
service,或者读文件的时候,这个Worker线程就会被卡住。假如大家以此Action执行时间一起是100ms,此外访问web
service花了80ms,理想图景下一个Worker线程一秒可以响应10个请求,即便我们的maxWorkerThreads是10,这大家一秒内连接可响应请求就是100。假如说大家想把这些可响应请求数升到200如何做呢?

  有人会说,这还不简单,把maxWorkerThreads调20不就行了么?
其实大家做也平素不怎么
问题,确实是足以的,而且也实在能起到效用。这我们怎么还要大费周章的搞什么
async/await呢?搞得脑子都晕了?async/await给我们解决了什么问题?它可以在我们走访web
service的时候把当下的worker线程放走,将它放回线程池,这样它就可以去处理任何的请求了。等到web
service给我们回去结果了,会再到线程池中任意拿一个新的woker线程继续往下举行。也就是说大家收缩了这部分等候的小运,充份利用了线程。

    大家来相比较一下用到async/awit和不选取的处境,

  不拔取async/await: 20个woker线程1s可以拍卖200个请求。

  这转换成总的时间的就是 20 * 1000ms =  20000ms,
  其中等待的年月为 200 * 80ms = 16000ms。
  也就是说使用async/await大家足足节约了16000ms的光阴,那20个worker线程又会再去处理请求,尽管如约每个请求100ms的处理时间大家还可以够再追加160个请求。而且别忘了100ms是按照联合情状下,包括等待时间在内的基本功上收获的,所以实际上情形可能还要多,当然大家这里没有算上线程切换的时刻,所以实际情况中是有一些出入的,可是相应不会很大,因为大家的线程都是遵照线程池的操作。
  所有结果是20个Worker线程不接纳异步的气象下,1s能自理200个请求,而接纳异步的气象下得以拍卖360个请求,立马提高80%啊!采取异步之后,对于同一的伸手数量,需要的Worker线程数据会大大缩小50%左右,一个线程至少会在堆上分配1M的内存,淌倘使1000个线程那就是1G的容量,即使内存现在便民,不过省着到底是好的呗,而且更少的线程是可以减小线程池在维护线程时暴发的CPU消耗的。另:dudu分享 CLR1秒之内只可以创制2个线程。

  注意:以上数据毫无真正测试数据,真实意况一个request的光阴也无须100ms,花费在web
service上的时光也并非80ms,仅仅是给大家一个思路:),所以这中间用了async和await之后对响应能力有多大的升官和我们原本堵塞在这个IO和网络上的时间是有很大的涉及的。

 哪些因素会决定大家的响应能力

  从下面大家提到了几大阀门中,大家得以汲取下边的多少个数字控制或者说影响着我们的响应能力。

  1. HTTP.SYS队列的尺寸
  2. CLR线程池最大Worker线程数量
  3. 最大并行处理请求数量
  4. 进程池级别队列所允许的长度

HTTP.SYS队列的尺寸

  这么些我认为不需要出色解释,默认值是1000。这么些值取决于我们大家后面IIS
IO线程和Worker线程的处理速度,假若它们两个都处理不了,这几个数字再大也从不用。因为最终他们会被贮存到进程池级此外队列中,所以只会促成内存的浪费。

最大Worker线程数量

  这几个值是可以在web.config中举行布局的。

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  maxWorkerThreads: CLR中真实处理请求的最大Worker线程数量
  minWorkerThreads:CLR中真正处理请求的微乎其微Worker线程数量

  minWorkerThreads的默认值是1,合理的加大他们可以避免不必要的线程创建和销毁工作。

最大并行处理请求数量

  进程池级其它队列给我们的CLR一定的缓冲,这一个中要专注的是,那个队列还从未进去到CLR,所以它不会占有大家托管环境的另外资源,也就是把请求卡在了CLR的外围。我们需要在aspnet.config级别举办配置,我们得以在.net
fraemwork的装置目录下找到它。一般是 C:\Windows\Microsoft.NET\Framework\v4.0.30319
如若你安装的是4.0的话。

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  maxConcurrentRequestPerCPU:
每个CPU所允许的最大并行处理请求数量,当CLR中worker线程正在处理的伸手之和不止这么些数时,从IO线程过来的伏乞就会被内置我们进程池级另外行列中。
  maxConcurrentThreadsPerCPU: 设置为0即禁用。
  requestQueue: 进程池级别队列所允许的长短  

几点提出

  看到此间,不领悟我们有没有获取点什么。首先第一点我们要明了的是async/await不是万能药,不们无法指望光写多少个光键字就巴望性能的升迁。要切记,一个CPU在同一时间段内是不得不执行一个线程的。就此这也是干什么async和await指出在IO或者是网络操作的时候利用。大家的MVC站点访问WCF或者Web
瑟维斯(Service)(Service)这种现象就充裕的适合拔取异步来操作。在上头的例子中80ms读取web
service的大运,大部份时间都是不需要cpu操作的,这样cpu才足以被其它的线程利用,假设不是一个读取web
service的操作,而是一个犬牙交错总括的操作,那您就等着cpu爆表吧。

  第二点是,除了程序中拔取异步,大家地点讲到的关于IIS的布局是很重要的,倘诺利用了异步,请记得把maxWorkerThreads和maxConcurrentRequestPerCPU的值调高试试。

async和await 做了如何?

  大家总算要切入主旨了,拿ASP.NET
MVC举例,借使不行使async的Action,那么早晚,它是在一个Woker线程中执行的。当我们访问片段web
service,或者读文件的时候,那些Worker线程就会被堵塞。假如我们这么些Action执行时间总共是100ms,此外访问web
service花了80ms,理想状态下一个Worker线程一秒可以响应10个请求,假使我们的maxWorkerThreads是10,这我们一秒内接连可响应请求就是100。如若说我们想把这么些可响应请求数升到200怎么办吧?

  有人会说,这还不简单,把maxWorkerThreads调20不就行了么?
其实我们做也从未怎么
问题,确实是可以的,而且也确实能起到职能。这大家怎么还要大费周章的搞哪样
async/await呢?搞得脑子都晕了?async/await给我们缓解了咋样问题?它可以在大家走访web
service的时候把当下的worker线程放走,将它放回线程池,这样它就可以去处理其他的央浼了。等到web
service给大家回到结果了,会再到线程池中随意拿一个新的woker线程继续往下举行。也就是说大家减弱了这有些等候的日子,充份利用了线程。

    我们来对待一下应用async/awit和不利用的情景,

  不采纳async/await: 20个woker线程1s可以拍卖200个请求。

  这转换成总的时间的就是 20 * 1000ms =  20000ms,
  其中等待的时日为 200 * 80ms = 16000ms。
  也就是说使用async/await我们起码节省了16000ms的岁月,那20个worker线程又会再去处理请求,即使按照每个请求100ms的拍卖时间我们还足以再追加160个请求。而且别忘了100ms是依照共同情状下,包括等待时间在内的底子上得到的,所以实际上状况或者还要多,当然大家这边没有算上线程切换的光阴,所以实际意况中是有几许差异的,然则相应不会很大,因为我们的线程都是遵照线程池的操作。
  所有结果是20个Worker线程不应用异步的场所下,1s能自理200个请求,而使用异步的气象下得以处理360个请求,立马提高80%哟!采纳异步之后,对于同样的伏乞数量,需要的Worker线程数据会大大收缩50%左右,一个线程至少会在堆上分配1M的内存,假设是1000个线程这就是1G的容量,虽然内存现在福利,可是省着终究是好的呗,而且更少的线程是足以减去线程池在维护线程时暴发的CPU消耗的。另:dudu分享 CLR1秒之内只好创立2个线程。

  注意:以上数量毫无真正测试数据,真实情况一个request的年月也毫不100ms,花费在web
service上的岁月也毫不80ms,仅仅是给我们一个思路:),所以这其间用了async和await之后对响应能力有多大的升级和我们原来堵塞在那个IO和网络上的光阴是有很大的关系的。

 早期对Web service的异步编程情势APM

  讲完大家伟大上的async/await之后,我们来探视这一个技能很老,然而概念确如故延续至今的Web
瑟维斯(Service)(Service)。 大家这里所说的对准web
service的异步编程形式不是指在劳动器端的web service本身,而是指调用web
service的客户端。我们了然对于web service,大家通过添加web
service引用或者.net提供的成形工具就可以变更对应的代理类,能够让大家像调用本地代码一样访问web
service,而所生成的代码类中对针对性每一个web
service方法生成3个照应的章程,比如说大家的章程名叫DownloadContent,除了那个形式之外还有BeginDownloadContent和EndDownloadContent方法,而这多少个就是大家明日要说的先前时期的异步编程格局APM(Asynchronous
Programming Model)。上边就来探视我们web
service中的代码,注意我们今天的类型都是在.NET Framework3.5下实现的。

 PageContent.asmx的代码

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public class PageContent : System.Web.Services.WebService
{
    [WebMethod]
    public string DownloadContent(string url)
    {
        var client = new System.Net.WebClient();
        return client.DownloadString(url);
    }
}

  注意大家web
service中的DownloadContent方法调用的是WebClient的一块儿方法,WebClient也有异步方法即:DownloadStringAsync。不过大家要领会,不管服务器是一块依然异步,对于客户端的话调用了你那个web
service都是如出一辙的,就是得等您回到结果。

  当然,大家也足以像MVC里面的代码一样,把大家的劳动器端也写成异步的。这拿到好处的是丰裕托管web
service的服务器,它的拍卖能力赢得提高,就像ASP.NET一样。假如大家用JavaScript去调用这一个Web
Service,那么Ajax(Asynchronous Javascript +
XML)就是我们客户端用到的异步编程技术。假诺是任何的客户端呢?比如说一个CS的桌面程序?我们需要异步编程么?

几点指出

  看到那里,不明白我们有没有获取点什么。首先第一点大家要精通的是async/await不是万能药,不们无法仰望光写六个光键字就愿意性能的升官。要记住,一个CPU在同一时间段内是不得不执行一个线程的。就此这也是为啥async和await提出在IO或者是网络操作的时候利用。我们的MVC站点访问WCF或者Web
瑟维斯(Service)这种现象就至极的符合采纳异步来操作。在下边的事例中80ms读取web
service的日子,大部份时间都是不需要cpu操作的,这样cpu才方可被此外的线程利用,假设不是一个读取web
service的操作,而是一个复杂统计的操作,这您就等着cpu爆表吧。

  第二点是,除了程序中利用异步,我们地点讲到的有关IIS的布局是很要紧的,假诺利用了异步,请记得把maxWorkerThreads和maxConcurrentRequestPerCPU的值调高试试。

当WinForm遇上Web Service

  WinForm不像托管在IIS的ASP.NET网站,会有一个线程池管理着三个线程来拍卖用户的哀告,换个说法ASP.NET网站生来就是基于多线程的。可是,在WinForm中,假若我们不刻意使用多线程,这至始至终,都唯有一个线程,称之为UI线程。也许在局部小型的类别中WinForm很少涉及到多线程,因为WinForm本身的优势就在它是单身运作在客户端的,在性能上和可操作性上都会有很大的优势。所以众多中小型的WinForm系统都是一贯就访问数据库了,并且大多也唯有数据的传输,什么图片资源这是很少的,所以等待的时间是很短的,基本不用费怎么着脑子去考虑怎么3秒之内必须将页面显示到用户眼前这种问题。

  既然WinForm在性质上有这么大的优势,这它还亟需异步吗?

  我们地点说的是中小型的WinForm,淌倘诺巨型的系统吧?假设WinForm只是任何的很小一些,就像我们作品开首说的还有许多别样众六个手机客户端,Web客户端,平板客户端呢?假诺客户端很多导致数据库撑不住怎么办?
想在中游加一层缓存咋办?

  拿一个b2b的网站效能举例,用户可以因而网站下单,手机也足以下单,仍可以通过总结机的桌面客户端下单。在下完单之后要到位交易,库存扣减,发送订单确认通知等等功用,而无论是您的订单是因而哪些端完成的,这多少个效率我们都要去做,对吧?这大家就不可以独立放在WinForm里面了,不然那一个代码在其余的端里面又得全部簇新再逐一实现,同样的代码放在不同的地点这不过极度危险的,所以就有了俺们后来的SOA架构,把那么些功效都抽成服务,每体系型的端都是调用服务就足以了。一是足以统一尊敬这一个职能,二是能够很方便的做增加,去更好的适应功用和架构上的恢弘。比如说像下边这样的一个连串。

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  在上图中,Web端尽管也是属于我们经常说的服务端(甚至是由多台服务器组成的web群集),可是对我们整个系统的话,它也只是一个端而已。对于一个端的话,它本身只处理和用户交互的题材,此外所有的成效,业务都会付出后来台处理。在我们地点的架构中,应用层都不会直接参预真正业务逻辑相关的处理,而是放到大家更下层数据层去做拍卖。那么应用层紧要协理做一些与用户交互的一对效用,假如手机短信发送,邮件发送等等,并且可以遵照优先级拔取是放入队列中稍候处理或者直接调用效率服务及时处理。

  在如此的一个系列中,我们的Web服务器可以,Winform端也好都将只是全部系统中的一个巅峰,它们首要的任何是用户和前边服务期间的一个桥梁。涉及到瑟维斯(Service)的调用之后,为了给用户能够的用户体验,在WinForm端,大家本来就要考虑异步的题材。 

 早期对Web service的异步编程格局APM

  讲完大家巨大上的async/await之后,大家来探望这一个技能很老,不过概念确依然持续至今的Web
Service。 我们这里所说的对准web
service的异步编程格局不是指在劳动器端的web service本身,而是指调用web
service的客户端。大家知晓对于web service,我们经过添加web
service引用或者.net提供的变迁工具就足以转变对应的代理类,可以让我们像调用本地代码一样访问web
service,而所生成的代码类中对针对每一个web
service方法生成3个照应的艺术,比如说大家的不二法门名叫DownloadContent,除了这么些主意之外还有BeginDownloadContent和EndDownloadContent方法,而这六个就是我们先天要说的最初的异步编程情势APM(Asynchronous
Programming Model)。下面就来看望我们web
service中的代码,注意我们明天的门类都是在.NET Framework3.5下实现的。

 PageContent.asmx的代码

public class PageContent : System.Web.Services.WebService
{
    [WebMethod]
    public string DownloadContent(string url)
    {
        var client = new System.Net.WebClient();
        return client.DownloadString(url);
    }
}

  注意我们web
service中的DownloadContent方法调用的是WebClient的同台方法,WebClient也有异步方法即:DownloadStringAsync。可是我们要知道,不管服务器是一块仍然异步,对于客户端的话调用了您这么些web
service都是千篇一律的,就是得等你回去结果。

  当然,大家也得以像MVC里面的代码一样,把大家的劳务器端也写成异步的。这拿到好处的是老大托管web
service的服务器,它的处理能力赢得提升,就像ASP.NET一样。假若我们用JavaScript去调用这一个Web
Service(Service),那么Ajax(Asynchronous Javascript +
XML)就是大家客户端用到的异步编程技术。假假设其他的客户端呢?比如说一个CS的桌面程序?我们需要异步编程么?

WinForm异步调用Web 瑟维斯(Service)

  有了像VS这样强劲的工具为大家转变代理类,大家在写调用Web
service的代码时就足以像调用本地类库一样调用Web
瑟维斯(Service)了,我们只需要添加一个Web Reference就足以了。

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// Form1.cs的代码

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private void button1_Click(object sender, EventArgs e)
{
    var pageContentService = new localhost.PageContent();
    pageContentService.BeginDownloadContent(
        "http://jesse2013.cnblogs.com",
        new AsyncCallback(DownloadContentCallback),
        pageContentService);
}
 
private void DownloadContentCallback(IAsyncResult result)
{
    var pageContentService = (localhost.PageContent)result.AsyncState;
    var msg = pageContentService.EndDownloadContent(result);
    MessageBox.Show(msg);
}

  代码分外的简要,在履行完pageContentService(Service).BeginDownloadContent之后,我们的主线程就回去了。在调用Web
service这段时间内大家的UI不会被堵塞,也不会现出“不能响应这种场合”,我们还是可以够拖动窗体甚至做其他的事务。这就是APM的魔力,可是我们的callback究竟是在哪个线程中施行的吗?是线程池中的线程么?咋们接着往下看。

当WinForm遇上Web Service

  WinForm不像托管在IIS的ASP.NET网站,会有一个线程池管理着两个线程来拍卖用户的伸手,换个说法ASP.NET网站生来就是基于多线程的。可是,在WinForm中,假若我们不刻意使用多线程,这至始至终,都唯有一个线程,称之为UI线程。也许在部分小型的系统中WinForm很少提到到多线程,因为WinForm本身的优势就在它是单独运作在客户端的,在性质上和可操作性上都会有很大的优势。所以广大中小型的WinForm系统都是直接就访问数据库了,并且大多也只有数据的传输,什么图片资源这是很少的,所以等待的小运是很短的,基本不用费怎样脑子去考虑怎么着3秒之内必须将页面显示到用户面前这种问题。

  既然WinForm在性能上有这么大的优势,这它还索要异步吗?

  我们地点说的是中小型的WinForm,如假诺大型的体系啊?假设WinForm只是另外的很小一些,就像大家随笔起初说的还有很多其余众七个手机客户端,Web客户端,平板客户端呢?即使客户端很多造成数据库撑不住怎么做?
想在当中加一层缓存咋办?

  拿一个b2b的网站效能举例,用户可以透过网站下单,手机也足以下单,还足以因此电脑的桌面客户端下单。在下完单之后要成功交易,库存扣减,发送订单确认通知等等功效,而随便你的订单是由此哪些端完成的,这个效率我们都要去做,对吧?这大家就不可能独立放在WinForm里面了,不然这几个代码在任何的端里面又得全部簇新再相继实现,同样的代码放在不同的地点这但是非常危险的,所以就有了俺们后来的SOA架构,把这多少个效能都抽成服务,每类别型的端都是调用服务就可以了。一是足以统一尊崇那些意义,二是能够很有利的做扩充,去更好的适应效率和架构上的恢宏。比如说像下边这样的一个系统。

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  在上图中,Web端固然也是属于我们常常说的服务端(甚至是由多台服务器组成的web群集),然则对我们整整类别来说,它也只是一个端而已。对于一个端的话,它本身只处理和用户交互的题材,其它具备的功力,业务都会提交后来台处理。在我们地点的架构中,应用层都不会一向到位真正业务逻辑相关的拍卖,而是放到我们更下层数据层去做处理。那么应用层紧要协理做一些与用户交互的片段职能,即使手机短信发送,邮件发送等等,并且可以遵照优先级选拔是放入队列中稍候处理依旧一直调用效率服务及时处理。

  在这么的一个系列中,我们的Web服务器能够,Winform端也好都将只是全部系统中的一个极端,它们首要的其它是用户和前边服务期间的一个桥梁。涉及到瑟维斯(Service)(Service)的调用之后,为了给用户可以的用户体验,在WinForm端,我们自然就要考虑异步的问题。 

APM异步编程格局详解

WinForm异步调用Web 瑟维斯(Service)(Service)

  有了像VS这样强劲的工具为大家转移代理类,我们在写调用Web
service的代码时就可以像调用本地类库一样调用Web
瑟维斯(Service)了,我们只需要添加一个Web Reference就能够了。

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// Form1.cs的代码

private void button1_Click(object sender, EventArgs e)
{
    var pageContentService = new localhost.PageContent();
    pageContentService.BeginDownloadContent(
        "http://jesse2013.cnblogs.com",
        new AsyncCallback(DownloadContentCallback),
        pageContentService);
}

private void DownloadContentCallback(IAsyncResult result)
{
    var pageContentService = (localhost.PageContent)result.AsyncState;
    var msg = pageContentService.EndDownloadContent(result);
    MessageBox.Show(msg);
}

  代码卓殊的粗略,在履行完pageContentService(Service).BeginDownloadContent之后,大家的主线程就回来了。在调用Web
service这段时光内我们的UI不会被卡住,也不会现出“不能响应那种情景”,我们照样得以拖动窗体甚至做任何的业务。这就是APM的魔力,然则大家的callback究竟是在哪些线程中施行的啊?是线程池中的线程么?咋们接着往下看。

线程问题

  接下去我们就是更进一步的摸底APM这种格局是什么行事的,但是首先大家要回答下边留下来的题材,这种异步的编程格局有没有为大家打开新的线程?让代码说话:

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private void button1_Click(object sender, EventArgs e)
{
    Trace.TraceInformation("Is current thread from thread pool? {0}", Thread.CurrentThread.IsThreadPoolThread ? "Yes" "No");
    Trace.TraceInformation("Start calling web service on thread: {0}", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
    var pageContentService = new localhost.PageContent();
    pageContentService.BeginDownloadContent(
        "http://jesse2013.cnblogs.com",
        new AsyncCallback(DownloadContentCallback),
        pageContentService);
}
 
private void DownloadContentCallback(IAsyncResult result)
{
    var pageContentService = (localhost.PageContent)result.AsyncState;
    var msg = pageContentService.EndDownloadContent(result);
 
    Trace.TraceInformation("Is current thread from thread pool? {0}" , Thread.CurrentThread.IsThreadPoolThread ? "Yes" "No");
    Trace.TraceInformation("End calling web service on thread: {0}, the result of the web service is: {1}",
        Thread.CurrentThread.ManagedThreadId,
        msg);
}

  大家在按钮点击的章程和callback方法中分头出口当前线程的ID,以及她们是否属于线程池的线程,得到的结果如下:

  Desktop4.0.vshost.exe Information: 0 : Is current thread a
background thread? NO
  Desktop4.0.vshost.exe Information: 0 : Is current thread from thread
pool? NO
  Desktop4.0.vshost.exe Information: 0 : Start calling web service on
thread: 9
  Desktop4.0.vshost.exe Information: 0 : Is current thread a
background thread? YES
  Desktop4.0.vshost.exe Information: 0 : Is current thread from thread
pool? YES
  Desktop4.0.vshost.exe Information: 0 : End calling web service on
thread: 14, the result of the web service is: <!DOCTYPE html>…

  按钮点击的点子是由UI直接决定,很明确它不是一个线程池线程,也不是后台线程。而我们的callback却是在一个起源于线程池的后台线程执行的,答案公布了,但是这会给我们带来一个问题,我们地点讲了唯有UI线程也可以去立异大家的UI控件,也就是说在callback中大家是无法更新UI控件的,这大家什么样让更新UI让用户了然反馈呢?答案在前边接晓
:),让我们先留心于把APM弄了解。

APM异步编程形式详解

从Delegate开始

  其实,APM在.NET3.5在先都被普遍利用,在WinForm窗体控制中,在一个IO操作的类库中等等!我们可以很容易的找到搭配了Begin和End的方法,更要紧的是只如果有代理的地点,我们都可以使用APM这种形式。我们来看一个很简短的例子:

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delegate void EatAsync(string food);
private void button2_Click(object sender, EventArgs e)
{
    var myAsync = new EatAsync(eat);
    Trace.TraceInformation("Activate eating on thread: {0}", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
    myAsync.BeginInvoke("icecream"new AsyncCallback(clean), myAsync);
}
 
private void eat(string food)
{
    Trace.TraceInformation("I am eating.... on thread: {0}", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
}
 
private void clean(IAsyncResult asyncResult)
{
    Trace.TraceInformation("I am done eating.... on thread: {0}", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
}

  下面的代码中,咱们经过把eat封装成一个委托,然后再调用该信托的BeginInvoke方法实现了异步的执行。也就是实在的eat方法不是在主线程中施行的,大家得以看输出的结果:

  Desktop4.0.vshost.exe Information: 0 : Activate eating on thread:
10
  Desktop4.0.vshost.exe Information: 0 : I am eating…. on thread:
6
  Desktop4.0.vshost.exe Information: 0 : I am done eating…. on
thread: 6

  clean是大家传进去的callback,该方法会在大家的eat方法执行完之后被调用,所以它会和大家eat方法在同一个线程中被调用。我们假若熟识代理的话就会知道,代码实际上会被编译成一个类,而BeginInvoke和EndInvoke方法正是编译器为我们机关加进去的形式,我们不用额外做其他工作,这在先前时期没有TPL和async/await从前(APM从.NET1.0一代就有了),的确是一个毋庸置疑的选料。

线程问题

  接下去大家就是更进一步的摸底APM这种形式是什么行事的,不过首先我们要回答下面留下来的题材,这种异步的编程情势有没有为我们打开新的线程?让代码说话:

private void button1_Click(object sender, EventArgs e)
{
    Trace.TraceInformation("Is current thread from thread pool? {0}", Thread.CurrentThread.IsThreadPoolThread ? "Yes" : "No");
    Trace.TraceInformation("Start calling web service on thread: {0}", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
    var pageContentService = new localhost.PageContent();
    pageContentService.BeginDownloadContent(
        "http://jesse2013.cnblogs.com",
        new AsyncCallback(DownloadContentCallback),
        pageContentService);
}

private void DownloadContentCallback(IAsyncResult result)
{
    var pageContentService = (localhost.PageContent)result.AsyncState;
    var msg = pageContentService.EndDownloadContent(result);

    Trace.TraceInformation("Is current thread from thread pool? {0}" , Thread.CurrentThread.IsThreadPoolThread ? "Yes" : "No");
    Trace.TraceInformation("End calling web service on thread: {0}, the result of the web service is: {1}",
        Thread.CurrentThread.ManagedThreadId,
        msg);
}

  大家在按钮点击的点子和callback方法中分别出口当前线程的ID,以及他们是不是属于线程池的线程,拿到的结果如下:

  Desktop4.0.vshost.exe
Information: 0 : Is current thread a background thread? NO
  Desktop4.0.vshost.exe
Information: 0 : Is current thread from thread pool? NO
  Desktop4.0.vshost.exe
Information: 0 : Start calling web service on thread: 9
  Desktop4.0.vshost.exe
Information: 0 : Is current thread a background thread? YES
  Desktop4.0.vshost.exe
Information: 0 : Is current thread from thread pool? YES
  Desktop4.0.vshost.exe
Information: 0 : End calling web service on thread: 14, the result of
the web service is: <!DOCTYPE html>…

  按钮点击的方法是由UI直接控制,很显眼它不是一个线程池线程,也不是后台线程。而我辈的callback却是在一个来自于线程池的后台线程执行的,答案宣布了,可是这会给大家带来一个问题,我们地点讲了唯有UI线程也可以去改进我们的UI控件,也就是说在callback中大家是不可能更新UI控件的,这大家怎么着让更新UI让用户了然反馈呢?答案在背后接晓
:),让我们先留心于把APM弄精晓。

再次认识APM

打听了Delegate实现的BeginInvoke和EndInvoke之后,我们再来分析一下APM用到的这么些对象。
拿我们Web service的代办类来举例,它为我们转移了以下3个方法:

  1. string DownloadContent(string url): 同步方法
  2. IAsyncResult BeginDownloadContent(string url, AsyncCallback
    callback, object asyncState): 异步先河方法
  3. EndDownloadContent(IAsyncResult asyncResult):异步停止方法

  在我们调用EndDownloadContent方法的时候,假设我们的web

从Delegate开始

  其实,APM在.NET3.5以前都被广大应用,在WinForm窗体控制中,在一个IO操作的类库中等等!我们可以很容易的找到搭配了Begin和End的格局,更关键的是假使是有代理的地点,我们都足以行使APM这种形式。大家来看一个很简单的事例:

delegate void EatAsync(string food);
private void button2_Click(object sender, EventArgs e)
{
    var myAsync = new EatAsync(eat);
    Trace.TraceInformation("Activate eating on thread: {0}", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
    myAsync.BeginInvoke("icecream", new AsyncCallback(clean), myAsync);
}

private void eat(string food)
{
    Trace.TraceInformation("I am eating.... on thread: {0}", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
}

private void clean(IAsyncResult asyncResult)
{
    Trace.TraceInformation("I am done eating.... on thread: {0}", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
}

  上边的代码中,大家透过把eat封装成一个信托,然后再调用该信托的BeginInvoke方法实现了异步的执行。也就是实在的eat方法不是在主线程中施行的,我们得以看输出的结果:

  Desktop4.0.vshost.exe
Information: 0 : Activate eating on thread: 10
  Desktop4.0.vshost.exe
Information: 0 : I am eating…. on thread: 6
  Desktop4.0.vshost.exe
Information: 0 : I am done eating…. on thread: 6

  clean是我们传进去的callback,该方法会在我们的eat方法执行完以后被调用,所以它会和我们eat方法在同一个线程中被调用。我们若是熟知代理的话就会知晓,代码实际上会被编译成一个类,而BeginInvoke和EndInvoke方法正是编译器为大家自行加进去的形式,大家不用额外做此外事情,这在早期没有TPL和async/await以前(APM从.NET1.0时代就有了),的确是一个毋庸置疑的选用。

service调用还没有再次回到,那那一个时候就会用阻塞的措施去拿结果。然则在咱们传到BeginDownloadContent中的callback被调用的时候,这操作必然是一度做到了,也就是说IAsyncResult.IsCompleted

true。而在APM异步编程格局中Begin方法总是回到IAsyncResult这些接口的贯彻。IAsyncReuslt仅仅包含以下4个属性:

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  WaitHanlde通常作为联合对象的基类,并且可以采纳它来阻塞线程,更多音信方可参考MSDN.aspx) 。
借助于IAsyncResult的帮带,我们就足以由此以下两种格局去取得当前所举办操作的结果。

  1. 轮询
  2. 强制等待
  3. 姣好通告

  完成公告就是们在”WinForm异步调用WebService”这结中用到的艺术,调完Begin方法之后,主线程固然完成任务了。我们也不用监督该操作的进行情状,当该操作实践完事后,大家在Begin方法中传进去的callback就会被调用了,我们可以在特别模式中调用End方法去拿到结果。上边大家再简单说一下前方二种情势。

//轮询获取结果代码

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var pageContentService = new localhost.PageContent();
IAsyncResult asyncResult = pageContentService.BeginDownloadContent(
    "http://jesse2013.cnblogs.com",
    null,
    pageContentService);
 
while (!asyncResult.IsCompleted)
{
    Thread.Sleep(100);
}
var content = pageContentService.EndDownloadContent(asyncResult);

 // 强制等待结果代码

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var pageContentService = new localhost.PageContent();
IAsyncResult asyncResult = pageContentService.BeginDownloadContent(
    "http://jesse2013.cnblogs.com",
    null,
    pageContentService);
 
// 也可以调用WaitOne()的无参版本,不限制强制等待时间
if (asyncResult.AsyncWaitHandle.WaitOne(2000))
{
    var content = pageContentService.EndDownloadContent(asyncResult);
}
else
{
    // 2s时间已经过了,但是还没有执行完  
}

重新认识APM

了解了Delegate实现的BeginInvoke和EndInvoke之后,大家再来分析一下APM用到的那么些对象。
拿我们Web service的代理类来举例,它为我们转移了以下3个章程:

  1. string DownloadContent(string url): 同步方法
  2. IAsyncResult BeginDownloadContent(string url, AsyncCallback
    callback, object asyncState): 异步开首方法
  3. lovebet下载,EndDownloadContent(IAsyncResult asyncResult):异步截至方法

  在大家调用EndDownloadContent方法的时候,假使我们的web

EAP(Event-Based Asynchronous Pattern)

  EAP是在.NET2.0出产的另一种过渡的异步编程模型,也是在.NET3.5过后Microsoft襄助的一种做法,为啥吧?
假若我们建一个.NET4.0要么更高版本的WinForm项目,再去添加Web
Reference就会发觉变化的代办类中早就没有Begin和End方法了,记住在3.5的时候是五头共存的,你可以挑选随机一种来利用。可是到了.NET4.0之后,EAP成为了你唯一的选取。(我从未尝试过手动生成代理类,有趣味的同室可以品尝一下)让我们来看一下在.NET4下,大家是什么异步调用Web
瑟维斯(Service)的。

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private void button1_Click(object sender, EventArgs e)
{
    var pageContent = new localhost.PageContent();
    pageContent.DownloadContentAsync("http://jesse2013.cnblogs.com");
    pageContent.DownloadContentCompleted += pageContent_DownloadContentCompleted;
}
 
private void pageContent_DownloadContentCompleted(object sender, localhost.DownloadContentCompletedEventArgs e)
{
    if (e.Error == null)
    {
        textBox1.Text = e.Result;
    }
    else
    {
        // 出错了
    }
}

service调用还未曾回去,这这多少个时候就会用阻塞的点子去拿结果。可是在大家传到BeginDownloadContent中的callback被调用的时候,这操作必然是已经完成了,也就是说IAsyncResult.IsCompleted

true。而在APM异步编程情势中Begin方法总是回到IAsyncResult那个接口的兑现。IAsyncReuslt仅仅包含以下4个特性:

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  WaitHanlde通常作为联合对象的基类,并且可以使用它来阻塞线程,更多音讯方可参照MSDN.aspx) 。
借助于IAsyncResult的扶持,我们就足以由此以下三种方法去取得当前所推行操作的结果。

  1. 轮询
  2. 强制等待
  3. 形成公告

  完成公告就是们在”WinForm异步调用Web瑟维斯(Service)”那结中用到的法子,调完Begin方法之后,主线程即使完成任务了。我们也不用监督该操作的施行处境,当该操作实施完事后,我们在Begin方法中传进去的callback就会被调用了,大家可以在卓殊情势中调用End方法去获取结果。下面我们再简单说一下前方三种方法。

//轮询获取结果代码

var pageContentService = new localhost.PageContent();
IAsyncResult asyncResult = pageContentService.BeginDownloadContent(
    "http://jesse2013.cnblogs.com",
    null,
    pageContentService);

while (!asyncResult.IsCompleted)
{
    Thread.Sleep(100);
}
var content = pageContentService.EndDownloadContent(asyncResult);

 // 强制等待结果代码

var pageContentService = new localhost.PageContent();
IAsyncResult asyncResult = pageContentService.BeginDownloadContent(
    "http://jesse2013.cnblogs.com",
    null,
    pageContentService);

// 也可以调用WaitOne()的无参版本,不限制强制等待时间
if (asyncResult.AsyncWaitHandle.WaitOne(2000))
{
    var content = pageContentService.EndDownloadContent(asyncResult);
}
else
{ 
    // 2s时间已经过了,但是还没有执行完   
}

线程问题

  不知情我们仍旧否记得,在APM形式中,callback是举行在另一个线程中,无法随易的去更新UI。但是如果您精心看一下地方的代码,大家的DownloadContentCompleted事件绑定的法子中一直就革新了UI,把重返的情节写到了一个文本框里面。通过同样的点子可以窥见,在EAP这种异步编程形式下,事件绑定的主意也是在调用的百般线程中举行的。也就是说解决了异步编程的时候UI交互的问题,而且是在同一个线程中推行。
看看下边的代码:

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private void button1_Click(object sender, EventArgs e)
{
    Trace.TraceInformation("Call DownloadContentAsync on thread: {0}", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
    Trace.TraceInformation("Is current from thread pool? : {0}", Thread.CurrentThread.IsThreadPoolThread ? "YES" "NO");
 
    var pageContent = new localhost.PageContent();
    pageContent.DownloadContentAsync("http://jesse2013.cnblogs.com");
    pageContent.DownloadContentCompleted += pageContent_DownloadContentCompleted;
}
 
private void pageContent_DownloadContentCompleted(object sender, localhost.DownloadContentCompletedEventArgs e)
{
    Trace.TraceInformation("Completed DownloadContentAsync on thread: {0}", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
    Trace.TraceInformation("Is current from thread pool? : {0}", Thread.CurrentThread.IsThreadPoolThread ? "YES" "NO");
}

  Desktop4.vshost.exe Information: 0 : Call DownloadContentAsync on
thread: 10

  Desktop4.vshost.exe Information: 0 : Is current from thread pool? :
NO

  Desktop4.vshost.exe Information: 0 : Completed DownloadContentAsync
on thread: 10

  Desktop4.vshost.exe Information: 0 : Is current from thread pool? :
NO

EAP(Event-Based Asynchronous Pattern)

  EAP是在.NET2.0推出的另一种过渡的异步编程模型,也是在.NET3.5从此Microsoft帮助的一种做法,为啥呢?
假若我们建一个.NET4.0要么更高版本的WinForm项目,再去添加Web
Reference就会发觉变化的代理类中早已没有Begin和End方法了,记住在3.5的时候是六头共存的,你可以采取随机一种来使用。不过到了.NET4.0事后,EAP成为了您唯一的选择。(我一向不品味过手动生成代理类,有趣味的同校可以尝尝一下)让大家来看一下在.NET4下,我们是哪些异步调用Web
瑟维斯(Service)的。

private void button1_Click(object sender, EventArgs e)
{
    var pageContent = new localhost.PageContent();
    pageContent.DownloadContentAsync("http://jesse2013.cnblogs.com");
    pageContent.DownloadContentCompleted += pageContent_DownloadContentCompleted;
}

private void pageContent_DownloadContentCompleted(object sender, localhost.DownloadContentCompletedEventArgs e)
{
    if (e.Error == null)
    {
        textBox1.Text = e.Result;
    }
    else
    { 
        // 出错了
    }
}

async/await 给WinFrom带来了什么

  假诺说async给ASP.NET带来的是拍卖能力的加强,那么在WinForm中给程序员带来的利益则是最大的。我们再也休想因为要落实异步写回调或者绑定事件了,省事了,可读性也增长了。不信你看上边我们将调用我们丰盛web
service的代码在.NET4.5下促成一下:

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private async void button2_Click(object sender, EventArgs e)
{
    var pageContent = new localhost.PageContentSoapClient();
    var content = await pageContent.DownloadContentAsync("http://jesse2013.cnblogs.com");
 
    textBox1.Text = content.Body.DownloadContentResult;
}

  简单的三行代码,像写同步代码一样写异步代码,我想可能那就是async/await的魔力吧。在await之后,UI线程就可以再次回到响应UI了,在下面的代码中大家是尚未新线程发生的,和EAP一样得到结果直接就可以对UI操作了。

  async/await似乎真的很好,可是只要大家await后边的代码执行在此外一个线程中会发生什么样业务呢?

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private async void button1_Click(object sender, EventArgs e)
{
    label1.Text = "Calculating Sqrt of 5000000";
    button1.Enabled = false;
    progressBar1.Visible = true;
 
    double sqrt = await Task<double>.Run(() =>
    {
        double result = 0;
        for (int i = 0; i < 50000000; i++)
        {
            result += Math.Sqrt(i);
 
            progressBar1.Maximum = 50000000;
            progressBar1.Value = i;
        }
        return result;
    });
 
    progressBar1.Visible = false;
    button1.Enabled = true;
    label1.Text = "The sqrt of 50000000 is " + sqrt;
}

  大家在界面中放了一个ProgressBar,同时开一个线程去把从1到5000000的平方全体加起来,看起来是一个异常耗时的操作,于是咱们用Task.Run开了一个新的线程去履行。(注:假使是纯运算的操作,多线程操作对性能没有多大协助,我们这里关键是想给UI一个进度展现当前开展到哪一步了。)看起来没有什么样问题,大家按F5运行吧!
  Bomb~

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  当执行到此处的时候,程序就完蛋了,告诉我们”无效操作,只可以从成立porgressBar的线程访问它。“
 这也是我们一开端波及的,在WinForm先后中,唯有UI主线程才能对UI举办操作,此外的线程是从未权限的。接下来我们就来探望,假若在WinForm中实现非UI线程对UI控制的翻新操作。 

线程问题

  不知情大家依然否记得,在APM情势中,callback是进行在另一个线程中,无法随易的去更新UI。然而如若您细心看一下地方的代码,我们的DownloadContentCompleted事件绑定的点子中一贯就改进了UI,把重返的情节写到了一个文本框里面。通过平等的法门可以窥见,在EAP这种异步编程形式下,事件绑定的章程也是在调用的不得了线程中实践的。也就是说解决了异步编程的时候UI交互的问题,而且是在同一个线程中推行。
看看下边的代码:

private void button1_Click(object sender, EventArgs e)
{
    Trace.TraceInformation("Call DownloadContentAsync on thread: {0}", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
    Trace.TraceInformation("Is current from thread pool? : {0}", Thread.CurrentThread.IsThreadPoolThread ? "YES" : "NO");

    var pageContent = new localhost.PageContent();
    pageContent.DownloadContentAsync("http://jesse2013.cnblogs.com");
    pageContent.DownloadContentCompleted += pageContent_DownloadContentCompleted;
}

private void pageContent_DownloadContentCompleted(object sender, localhost.DownloadContentCompletedEventArgs e)
{
    Trace.TraceInformation("Completed DownloadContentAsync on thread: {0}", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
    Trace.TraceInformation("Is current from thread pool? : {0}", Thread.CurrentThread.IsThreadPoolThread ? "YES" : "NO");
}

  Desktop4.vshost.exe
Information: 0 : Call DownloadContentAsync on thread: 10

  Desktop4.vshost.exe
Information: 0 : Is current from thread pool? : NO

  Desktop4.vshost.exe
Information: 0 : Completed DownloadContentAsync on thread: 10

  Desktop4.vshost.exe
Information: 0 : Is current from thread pool? : NO

不同线程之间通讯的题材

async/await 给WinFrom带来了什么样

  如若说async给ASP.NET带来的是拍卖能力的增高,那么在WinForm中给程序员带来的补益则是最大的。我们再也不要因为要实现异步写回调或者绑定事件了,省事了,可读性也增长了。不信你看下边大家将调用大家那一个web
service的代码在.NET4.5下实现一下:

private async void button2_Click(object sender, EventArgs e)
{
    var pageContent = new localhost.PageContentSoapClient();
    var content = await pageContent.DownloadContentAsync("http://jesse2013.cnblogs.com");

    textBox1.Text = content.Body.DownloadContentResult;
}

  简单的三行代码,像写同步代码一样写异步代码,我想可能这就是async/await的魔力吧。在await之后,UI线程就足以回来响应UI了,在上头的代码中大家是从来不新线程发生的,和EAP一样拿到结果平昔就足以对UI操作了。

  async/await似乎的确很好,可是即便我们await后边的代码执行在另外一个线程中会发生什么样事情啊?

private async void button1_Click(object sender, EventArgs e)
{
    label1.Text = "Calculating Sqrt of 5000000";
    button1.Enabled = false;
    progressBar1.Visible = true;

    double sqrt = await Task<double>.Run(() =>
    {
        double result = 0;
        for (int i = 0; i < 50000000; i++)
        {
            result += Math.Sqrt(i);

            progressBar1.Maximum = 50000000;
            progressBar1.Value = i;
        }
        return result;
    });

    progressBar1.Visible = false;
    button1.Enabled = true;
    label1.Text = "The sqrt of 50000000 is " + sqrt;
}

  大家在界面中放了一个ProgressBar,同时开一个线程去把从1到5000000的平方全体加起来,看起来是一个异常耗时的操作,于是大家用Task.Run开了一个新的线程去执行。(注:假假诺纯运算的操作,多线程操作对性能没有多大扶持,大家这边最重假设想给UI一个速度显示当前举办到哪一步了。)看起来没有怎么问题,我们按F5运作吧!
  Bomb~

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  当执行到此处的时候,程序就崩溃了,告诉大家”无效操作,只可以从创设porgressBar的线程访问它。“
 这也是大家一开端波及的,在WinForm主次中,唯有UI主线程才能对UI举办操作,另外的线程是尚未权限的。接下来大家就来探视,假若在WinForm中贯彻非UI线程对UI控制的换代操作。 

万能的Invoke

  WinForm中大部分的控件包括窗体在内都贯彻了Invoke.aspx)方法,可以流传一个Delegate,这多少个Delegate将会被所有万分控制的线程所调用,从而制止了跨线程访问的问题。

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Trace.TraceInformation("UI Thread : {0}", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
double sqrt = await Task<double>.Run(() =>
{
    Trace.TraceInformation("Run calculation on thread: {0}", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
    double result = 0;
    for (int i = 0; i < 50000000; i++)
    {
        result += Math.Sqrt(i);
        progressBar1.Invoke(new Action(() => {
            Trace.TraceInformation("Update UI on thread: {0}", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
            progressBar1.Maximum = 50000000;
            progressBar1.Value = i;
        }));
    }
    return result;
});

  Desktop.vshost.exe Information: 0 : UI Thread : 9
  Desktop.vshost.exe Information: 0 : Run calculation on thread: 10
  Desktop.vshost.exe Information: 0 : Update UI on thread: 9

  Invoke方法相比简单,我们就不做过多的钻研了,不过我们要考虑到某些,Invoke是WinForm实现的UI跨线程互换形式,WPF用的却是Dispatcher,如果是在ASP.NET下跨线程之间的共同又怎么做吧。为了配合各个技能平台下,跨线程同步的题材,Microsoft在.NET2.0的时候就引入了大家下边的这么些目标。

不等线程之间通讯的题目

SynchronizationContext上下文同步对象

干什么需要SynchronizationContext

  就像大家在WinForm中碰着的题材同样,有时候我们需要在一个线程中传送一些数目依旧做一些操作到另一个线程。不过在多数动静下这是不允许的,出于安全因素的设想,每一个线程都有它独立的内存空间和上下文。由此在.NET2.0,微软生产了SynchronizationContext。

  它最紧要的功效之一是为大家提供了一种将一些干活任务(Delegate)以队列的方法存储在一个上下文对象中,然后把这个上下文对象关系到实际的线程上,当然有时四个线程也得以提到到同一个SynchronizationContext对象。获取当前线程的一路上下文对象可以使用SynchronizationContext.Current。同时它还为我们提供以下六个主意Post和Send,分别是以异步和一道的章程将我们地方说的办事任务放到我们SynchronizationContext的行列中。

SynchronizationContext示例

  仍旧拿咱们地方Invoke中用到的例证举例,只是这一次大家不直接调用控件的Invoke方法去改进它,而是写了一个Report的点子专门去更新UI。

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double sqrt = await Task<double>.Run(() =>
{
    Trace.TraceInformation("Current thread id is:{0}", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
 
    double result = 0;
    for (int i = 0; i < 50000000; i++)
    {
        result += Math.Sqrt(i);
        Report(new Tuple<intint>(50000000, i));
    }
    return result;
});

  每一回操作完事后我们调用一下Report方法,把咱们归总要算的数字,以及当前正在测算的数字传给它就足以了。接下来就看大家的Report方法了。

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private SynchronizationContext m_SynchronizationContext;
private DateTime m_PreviousTime = DateTime.Now;
 
public Form1()
{
    InitializeComponent();
    // 在全局保存当前UI线程的SynchronizationContext对象
    m_SynchronizationContext = SynchronizationContext.Current;
}
 
public void Report(Tuple<intint> value)
{
    DateTime now = DateTime.Now;
    if ((now - m_PreviousTime).Milliseconds > 100)
    {
        m_SynchronizationContext.Post((obj) =>
        {
            Tuple<intint> minMax = (Tuple<intint>)obj;
            progressBar1.Maximum = minMax.Item1;
            progressBar1.Value = minMax.Item2;
        }, value);
 
        m_PreviousTime = now;
    }
}

  整个操作看起来要比Inovke复杂一点,与Invoke不同的是SynchronizationContext不需要对Control的引用,而Invoke必须先得有那一个控件才能调用它的Invoke方法对它举行操作。

万能的Invoke

  WinForm中大部的控件包括窗体在内都贯彻了Invoke.aspx)方法,能够流传一个Delegate,这些Delegate将会被所有十分控制的线程所调用,从而制止了跨线程访问的题目。

Trace.TraceInformation("UI Thread : {0}", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
double sqrt = await Task<double>.Run(() =>
{
    Trace.TraceInformation("Run calculation on thread: {0}", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
    double result = 0;
    for (int i = 0; i < 50000000; i++)
    {
        result += Math.Sqrt(i);
        progressBar1.Invoke(new Action(() => {
            Trace.TraceInformation("Update UI on thread: {0}", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
            progressBar1.Maximum = 50000000;
            progressBar1.Value = i;
        }));
    }
    return result;
});

  Desktop.vshost.exe Information: 0 : UI
Thread : 9
  Desktop.vshost.exe Information: 0 : Run calculation on
thread: 10
  Desktop.vshost.exe
Information: 0 : Update UI on thread: 9

  Invoke方法相比简单,我们就不做过多的研商了,可是我们要考虑到某些,Invoke是WinForm实现的UI跨线程互换形式,WPF用的却是Dispatcher,淌假若在ASP.NET下跨线程之间的联合又咋办呢。为了配合各个技能平台下,跨线程同步的题材,Microsoft在.NET2.0的时候就引入了我们下面的那么些目标。

小结

  这篇博客内容有点长,不晓得有些许人方可看出这里:)。最开端自己只是想写写WinFrom下异步调用Web
瑟维斯(Service)的片段事物,在一初阶这篇文书的问题是”异步编程在WinForm下的实施“,可是写着写着发现越来越多的迷团没有解开,其实都是有些老的技术以前从未接触和控制好,所以所幸就几回性把她们都重新学习了四次,与我们大饱眼福。

  我们再来回顾一下篇章所涉及到的一对重要的定义:

  1. async/await
    在ASP.NET做的最大贡献(早期ASP.NET的异步开发形式同样也有这么的贡献),是在造访数据库的时候、访问远程IO的时候登时放出了当下的处理性程,可以让这个线程回到线程池中,从而实现可以去处理任何请求的机能。
  2. 异步的ASP.NET开发可以在处理能力上带来多大的滋长,取决于我们的先后有稍许时间是被打断的,也就是这一个访问数据库和长距离瑟维斯(Service)(Service)的时光。
  3. 除此之外将代码改成异步,大家还需要在IIS上做一些周旋的配备来兑现最优化。
  4. 任凭是ASP.NET、WinForm依旧Mobile、仍旧平板,在巨型系统中都只是一个与用户交互的端而已,所以无论你现在是做所谓的前端(JavaScript +
    CSS等),如故所谓的后端(ASP.NET MVC、WCF、Web API 等
    ),又或者是相比流行的移动端(IOS也好,Andrioid也罢,哪怕是不争气的WP),都只是整套大型系统中的零星一角而已。当然我并不是降级这么些端的价值,正是因为我们注意于不同,努力提高每一个端的用户体验,才能让这一个巨型系统有露脸的时机。我想说的是,在你对先天技术拿到一定的做到之后,不要截止学习,因为任何软件架构系列中还有很多过多妙不可言的东西值得大家去发现。
  5. APM和EAP是在async/await在此之前的两种不同的异步编程情势。
  6. APM要是不封堵主线程,那么成功公告(回调)就会执行在此外一个线程中,从而给大家更新UI带来一定的题目。
  7. EAP的关照事件是在主线程中举行的,不会设有UI交互的问题。
  8. 最后,大家还学习了在Winform下不同线程之间交互的问题,以及SynchronizationContext。
  9. APM是.NET下最早的异步编程方法,从.NET1.0的话就有了。在.NET2.0的时候,微软发现到了APM的回调函数中与UI交互的问题,于是带来了新的EAP。APM与EAP一贯并存到.NET3.5,在.NET4.0的时候微软带动了TPL,也就是大家所熟练的Task编程,而.NET4.5就是大家我们了解的async/await了,可以看到.NET平素在不停的上扬,加上最近不断的和开源社区的合作,跨平台等特点的引入,大家有理由相信.NET会越走越好。

  最终,这篇小说从找材料学习到写出来,差不多花了自己五个周未的时光,希望能够给急需的人仍然感兴趣想要不断学习的人某些帮忙(不管是往前读书,仍然未来学习)最后还要感谢@田园里面的蟋蟀,在翻阅的时候给本人找了一部分错别字!

SynchronizationContext上下文同步对象

为啥需要SynchronizationContext

  就像我们在WinForm中遭受的题目一样,有时候我们需要在一个线程中传递一些数码仍然做一些操作到另一个线程。不过在多数情况下这是不容许的,出于安全因素的考虑,每一个线程都有它独自的内存空间和上下文。由此在.NET2.0,微软推出了SynchronizationContext。

  它根本的效率之一是为大家提供了一种将一部分工作任务(Delegate)以队列的模式存储在一个上下文对象中,然后把这个上下文对象关系到具体的线程上,当然有时候六个线程也可以提到到同一个SynchronizationContext对象。获取当前线程的同台上下文对象足以使用SynchronizationContext.Current。同时它还为我们提供以下三个方法Post和Send,分别是以异步和一道的章程将大家地点说的干活任务放到我们SynchronizationContext的行列中。

SynchronizationContext示例

  还是拿大家地点Invoke中用到的例证举例,只是这一次大家不直接调用控件的Invoke方法去立异它,而是写了一个Report的主意专门去更新UI。

double sqrt = await Task<double>.Run(() =>
{
    Trace.TraceInformation("Current thread id is:{0}", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);

    double result = 0;
    for (int i = 0; i < 50000000; i++)
    {
        result += Math.Sqrt(i);
        Report(new Tuple<int, int>(50000000, i));
    }
    return result;
});

  每一回操作完事后我们调用一下Report方法,把我们一共要算的数字,以及当前正在测算的数字传给它就足以了。接下来就看大家的Report方法了。

private SynchronizationContext m_SynchronizationContext;
private DateTime m_PreviousTime = DateTime.Now;

public Form1()
{
    InitializeComponent();
    // 在全局保存当前UI线程的SynchronizationContext对象
    m_SynchronizationContext = SynchronizationContext.Current;
}

public void Report(Tuple<int, int> value)
{
    DateTime now = DateTime.Now;
    if ((now - m_PreviousTime).Milliseconds > 100)
    {
        m_SynchronizationContext.Post((obj) =>
        {
            Tuple<int, int> minMax = (Tuple<int, int>)obj;
            progressBar1.Maximum = minMax.Item1;
            progressBar1.Value = minMax.Item2;
        }, value);

        m_PreviousTime = now;
    }
}

  整个操作看起来要比Inovke复杂一点,与Invoke不同的是SynchronizationContext不需要对Control的引用,而Invoke必须先得有这些控件才能调用它的Invoke方法对它举行操作。

引用 & 扩张阅读

http://blogs.msdn.com/b/tmarq/archive/2010/04/14/performing-asynchronous-work-or-tasks-in-asp-net-applications.aspx
http://blog.stevensanderson.com/2008/04/05/improve-scalability-in-aspnet-mvc-using-asynchronous-requests
http://blogs.msdn.com/b/tmarq/archive/2007/07/21/asp-net-thread-usage-on-iis-7-0-and-6-0.aspx 
http://blogs.msdn.com/b/tmarq/archive/2010/04/14/performing-asynchronous-work-or-tasks-in-asp-net-applications.aspx
http://mohamadhalabi.com/2014/05/08/thread-throttling-in-iis-hosted-wcf-sync-vs-async/
Pro Asynchronous Programs with .NET by Richard Blewett and Andrew Clymer

作者:Jesse 出处: http://jesse2013.cnblogs.com/

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小结

  这篇博客内容有点长,不了解有些许人得以看到这里:)。最先导我只是想写写WinFrom下异步调用Web
瑟维斯(Service)的片段东西,在一发端这篇文书的问题是”异步编程在WinForm下的举行“,但是写着写着发现更是多的迷团没有解开,其实都是一对老的技能从前并未接触和摆布好,所以所幸就一次性把他们都重新学习了一次,与我们分享。

  我们再来回顾一下稿子所涉嫌到的一些着重的定义:

  1. async/await
    在ASP.NET做的最大贡献(早期ASP.NET的异步开发情势同样也有这般的孝敬),是在访问数据库的时候、访问远程IO的时候登时放出了眼前的处理性程,可以让这一个线程回到线程池中,从而实现可以去处理其他请求的效用。
  2. 异步的ASP.NET开发可以在拍卖能力上带来多大的提高,取决于我们的程序有些许时间是被卡住的,也就是这些访问数据库和远程Service(Service)的流年。
  3. 除了将代码改成异步,我们还索要在IIS上做一些争持的布局来促成最优化。
  4. 不论是ASP.NET、WinForm仍然Mobile、仍旧平板,在大型系统中都只是一个与用户交互的端而已,所以不管您现在是做所谓的前端(JavaScript +
    CSS等),仍然所谓的后端(ASP.NET MVC、WCF、Web API 等
    ),又或者是相比较新颖的移动端(IOS也好,Andrioid也罢,哪怕是不争气的WP),都只是一切大型系统中的零星一角而已。当然我并不是降级这些端的价值,正是因为我们注意于不同,努力提高每一个端的用户体验,才能让那个巨型系统有闻明的机遇。我想说的是,在你对现行技能拿到一定的成功之后,不要截止学习,因为任何软件架构体系中还有为数不少广大得天独厚的事物值得我们去发现。
  5. APM和EAP是在async/await往日的三种不同的异步编程情势。
  6. APM倘诺不封堵主线程,那么成功布告(回调)就会执行在另外一个线程中,从而给大家更新UI带来一定的题材。
  7. EAP的通知事件是在主线程中推行的,不会存在UI交互的题目。
  8. 最终,我们还学习了在Winform下不同线程之间相互的题目,以及SynchronizationContext。
  9. APM是.NET下最早的异步编程方法,从.NET1.0来说就有了。在.NET2.0的时候,微软意识到了APM的回调函数中与UI交互的题材,于是带来了新的EAP。APM与EAP一贯并存到.NET3.5,在.NET4.0的时候微软带动了TPL,也就是大家所熟谙的Task编程,而.NET4.5就是我们我们精通的async/await了,可以看到.NET一直在不停的前进,加上多年来连发的和开源社区的通力合作,跨平台等特点的引入,大家有理由相信.NET会越走越好。

  最终,这篇著作从找资料学习到写出来,差不多花了自家多少个周未的时光,希望能够给需要的人要么感兴趣想要不断学习的人一点襄助(不管是往前读书,依然以后学习)最后还要感谢@田园里面的蟋蟀,在阅读的时候给本人找了一部分错别字!

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posted @ 2014-07-15
08:42 腾飞(Jesse) 阅读(19808) 评论(152) 编辑 收藏

引用 & 扩大阅读

http://blogs.msdn.com/b/tmarq/archive/2010/04/14/performing-asynchronous-work-or-tasks-in-asp-net-applications.aspx
http://blog.stevensanderson.com/2008/04/05/improve-scalability-in-aspnet-mvc-using-asynchronous-requests
http://blogs.msdn.com/b/tmarq/archive/2007/07/21/asp-net-thread-usage-on-iis-7-0-and-6-0.aspx 
http://blogs.msdn.com/b/tmarq/archive/2010/04/14/performing-asynchronous-work-or-tasks-in-asp-net-applications.aspx
http://mohamadhalabi.com/2014/05/08/thread-throttling-in-iis-hosted-wcf-sync-vs-async/
Pro Asynchronous Programs with .NET by Richard Blewett and Andrew Clymer

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