了解IAsyncResult

　　現(xiàn)在我們已經(jīng)了解，EndInvoke可以給我們提供傳出參數(shù)與更新后的ref參數(shù)；也可以向我們導(dǎo)出異步函數(shù)中的異常信息。例如，我們使用BeginInvoke調(diào)用了異步函數(shù)Sleep，它開始執(zhí)行。之后調(diào)用EndInvoke，可以獲取Sleep何時(shí)執(zhí)行完成。但如果我們?cè)赟leep執(zhí)行完成20分鐘后，才去調(diào)用EndInvoke呢？EndInvoke仍然會(huì)給我們提供傳出值及異步中的異常(假如產(chǎn)生了異常)，那么這些信息到底存儲(chǔ)在哪里？EndInvoke如何在函數(shù)執(zhí)行如此久之后仍然能夠調(diào)用這些返回值？答案就在于IAsyncResult對(duì)象。EndInvoke每次在執(zhí)行后，都會(huì)調(diào)用一個(gè)該對(duì)象作為參數(shù)，它包括以下信息：

　　●  異步函數(shù)是否已經(jīng)完成

　　●  對(duì)調(diào)用了BeginInvoke方法的委托的引用

　　●  所有的傳出參數(shù)及它們的值

　　●  所有的ref參數(shù)及它們的更新值

　　●  函數(shù)的返回值

　　●  異步函數(shù)產(chǎn)生的異常

　　IAsyncResult看起來(lái)空無(wú)一物，這是因?yàn)樗鼉H僅是一個(gè)包含了若干屬性的接口；而實(shí)際上，它是一個(gè)System.Runtime.Remoting.Messaging.AsyncResult對(duì)象。

　　如果我們?cè)诰幾g器運(yùn)行期間監(jiān)視tag的狀態(tài)，就會(huì)發(fā)現(xiàn)，AsyncResult對(duì)象下包含類型為System.Runtime.Remoting.Messaging.ReturnMessage的對(duì)象。點(diǎn)開它，就會(huì)發(fā)現(xiàn)這個(gè)標(biāo)簽中包含的所有的異步函數(shù)的執(zhí)行信息！

使用Callback委托：好萊塢原則”不要聯(lián)系我，我會(huì)聯(lián)系你”

　　目前為止，我們需要了解如何傳遞參數(shù)、如何捕捉異常；了解我們的異步方法其實(shí)是執(zhí)行在線程池中的某個(gè)具體線程對(duì)象中。唯一未涉及到的就是如何在異步函數(shù)執(zhí)行完成后得到通知。畢竟，阻塞調(diào)用線程等待函數(shù)結(jié)束的做法始終差強(qiáng)人意。為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的，我們必須為BeginInvoke函數(shù)提供一個(gè)Callback委托。觀察一下兩個(gè)函數(shù)：

private void CallSleepWithoutOutAndRefParameterWithCallback()
{
// 創(chuàng)建幾個(gè)參數(shù)
string strParam = "Param1";
int intValue = 100;
ArrayList list = new ArrayList();
list.Add("Item1");

// 創(chuàng)建委托對(duì)象
DelegateWithParameters delSleep =
new DelegateWithParameters(FuncWithParameters);

delSleep.BeginInvoke(out intValue, strParam, ref list, new AsyncCallback(CallBack), null);
}

private void CallBack(IAsyncResult tag)
{
// 我們的int參數(shù)標(biāo)記了out，因此此處不能定義初始值
int intOutputValue;
ArrayList list = null;

// IAsyncResult實(shí)際上就是AsyncResult對(duì)象，
// 取得它也就可以從中取得用于調(diào)用函數(shù)的委托對(duì)象
AsyncResult result = (AsyncResult)tag;

// 取得委托
DelegateWithParameters del = (DelegateWithParameters)result.AsyncDelegate;

// 取得委托后，我們需要在其上執(zhí)行EndInvoke。
// 這樣就可以取得函數(shù)中的執(zhí)行結(jié)果。
string strReturnValue = del.EndInvoke(out intOutputValue, ref list, tag);

Trace.WriteLine(strReturnValue);
}

　　在這里，我們向BeginInvoke傳遞了Callback回調(diào)函數(shù)。這樣.NET就可以在FuncWithParameters()執(zhí)行完后調(diào)用Callback函數(shù)。在之前，我們已經(jīng)了解到，必須使用EndInvoke來(lái)取得函數(shù)的執(zhí)行結(jié)果，注意上面為了使用EndInvoke，我們使用了一些特殊操作來(lái)取得delegate對(duì)象。

　　// IAsyncResult實(shí)際上就是AsyncResult對(duì)象，
// 取得它也就可以從中取得用于調(diào)用函數(shù)的委托對(duì)象
AsyncResult result = (AsyncResult)tag;

// 取得委托
DelegateWithParameters del = (DelegateWithParameters)result.AsyncDelegate;

最后一個(gè)問(wèn)題：回調(diào)函數(shù)執(zhí)行在什么線程？

　　總而言之，Callback函數(shù)(回調(diào)函數(shù))是.NET通過(guò)我們的委托對(duì)象來(lái)實(shí)現(xiàn)調(diào)用的。我們可能會(huì)希望得到一個(gè)更清晰的畫面：回調(diào)函數(shù)究竟執(zhí)行在那個(gè)線程？為了達(dá)到這個(gè)目的：我們?cè)诤瘮?shù)中加入線程日志。

private string FuncWithParameters(out int param1, string param2, ref ArrayList param3)
{
// 記錄線程信息
Trace.WriteLine("In FuncWithParameters: Thread Pool? "
+ Thread.CurrentThread.IsThreadPoolThread.ToString() +
" Thread Id: " + Thread.CurrentThread.GetHashCode());

// 掛起秒以模擬線程在這里執(zhí)行了耗時(shí)較長(zhǎng)的任務(wù)
Thread.Sleep(4000);

// 我們?cè)谶@里改變參數(shù)值
param1 = 300;
param2 = "hello";
param3 = new ArrayList();

// 這里執(zhí)行一些耗時(shí)較長(zhǎng)的工作
Thread.Sleep(3000);

return "thank you for reading me";
}

private void CallBack(IAsyncResult tag)
{
// 回調(diào)函數(shù)在什么線程執(zhí)行？
Trace.WriteLine("In Callback: Thread Pool? "
+ Thread.CurrentThread.IsThreadPoolThread.ToString() +
" Thread Id: " + Thread.CurrentThread.GetHashCode());

// 我們的int參數(shù)標(biāo)記了out，因此此處不能定義初始值
int intOutputValue;
ArrayList list = null;

// IAsyncResult實(shí)際上就是AsyncResult對(duì)象，
// 取得它也就可以從中取得用于調(diào)用函數(shù)的委托對(duì)象
AsyncResult result = (AsyncResult)tag;

// 取得委托
DelegateWithParameters del = (DelegateWithParameters)result.AsyncDelegate;

// 取得委托后，我們需要在其上執(zhí)行EndInvoke。
// 這樣就可以取得函數(shù)中的執(zhí)行結(jié)果。
string strReturnValue = del.EndInvoke(out intOutputValue, ref list, tag);

Trace.WriteLine(strReturnValue);
}

　　我將CallSleepWithoutOutAndRefParameterWithCallback()函數(shù)放在某個(gè)窗體按鈕的單擊事件中，并且連續(xù)點(diǎn)擊三次，將得到這樣的執(zhí)行結(jié)果：

　　注意FuncWithParameter函數(shù)被連續(xù)執(zhí)行了3次，它們依次被執(zhí)行在相互獨(dú)立的線程上，并且這些線程來(lái)自于線程池。而他們各自的回調(diào)函數(shù)也執(zhí)行在與FuncWithParameter相同的線程中。線程11執(zhí)行了FuncWithParameter，3秒后，它的回調(diào)函數(shù)也執(zhí)行在線程11中，線程12、13也是同樣。這樣，我們可以認(rèn)為回調(diào)函數(shù)實(shí)際上是異步函數(shù)的一種延續(xù)。

　　為什么要這樣做？也許是因?yàn)檫@樣我們就不必過(guò)多的耗費(fèi)線程池中的線程，達(dá)到線程復(fù)用的效果；通過(guò)執(zhí)行在相同的線程，也可以避免不同的線程間傳遞上下文環(huán)境帶來(lái)的損耗問(wèn)題。

　　到此為止，我們?cè)贔orm中執(zhí)行異步函數(shù)，將會(huì)得到一個(gè)完全不堵塞主線程的異步調(diào)用，這就是我們所希望的效果！

應(yīng)用場(chǎng)景模擬

　　現(xiàn)在我們了解了BeginInvoke、EndInvoke、Callback的使用及特點(diǎn)，如何將他們運(yùn)用到我們的Win Form程序中，使數(shù)據(jù)的獲取不再阻塞UI線程，實(shí)現(xiàn)異步加載數(shù)據(jù)的效果？我們現(xiàn)在通過(guò)一個(gè)具體實(shí)例來(lái)加以說(shuō)明。

場(chǎng)景描述：將系統(tǒng)的操作日志從數(shù)據(jù)庫(kù)中查詢出來(lái)，并且加載到前端的ListBox控件中。

要求：查詢數(shù)據(jù)庫(kù)的過(guò)程是個(gè)時(shí)間復(fù)雜度較高的作業(yè)，但我們的窗體在執(zhí)行查詢時(shí)，不允許出現(xiàn)”假死”的情況。

private void button1_Click(object sender, EventArgs e)
{
GetLogDelegate getLogDel = new GetLogDelegate(GetLogs);

getLogDel.BeginInvoke(new AsyncCallback(LogTableCallBack), null);
}

public delegate DataTable GetLogDelegate();

/// <summary>
/// 從數(shù)據(jù)庫(kù)中獲取操作日志，該操作耗費(fèi)時(shí)間較長(zhǎng)，
/// 且返回?cái)?shù)據(jù)量較大，日志記錄可能超過(guò)萬(wàn)條。
/// </summary>
/// <returns></returns>
private DataTable GetLogs()
{
string sql = "select * from ***";
DataSet ds = new DataSet();

using (OracleConnection cn = new OracleConnection(connectionString))
{
cn.Open();

OracleCommand cmd = new OracleCommand(sql, cn);

OracleDataAdapter adapter = new OracleDataAdapter(cmd);
adapter.Fill(ds);
}

return ds.Tables[0];
}

/// <summary>
/// 綁定日志到ListBox控件。
/// </summary>
/// <param name="tag"></param>
private void LogTableCallBack(IAsyncResult tag)
{
AsyncResult result = (AsyncResult)tag;
GetLogDelegate del = (GetLogDelegate)result.AsyncDelegate;

DataTable logTable = del.EndInvoke(tag);

if (this.listBox1.InvokeRequired)
{
this.listBox1.Invoke(new MethodInvoker(delegate()
{
BindLog(logTable);
}));
}
else
{
BindLog(logTable);
}
}

private void BindLog(DataTable logTable)
{
this.listBox1.DataSource = logTable;
}

　　以上代碼在獲取數(shù)據(jù)時(shí)，將不會(huì)帶來(lái)任何UI線程的阻塞。

總結(jié)：

　　寫下本文的主要目的在于總結(jié)以非阻塞模式調(diào)用函數(shù)的方法，我們應(yīng)當(dāng)了解以下結(jié)論；

　　●  Delegate會(huì)對(duì)BeginInvoke與EndInvoke的調(diào)用生成正確的參數(shù)，所有的傳出參數(shù)、返回值與異常都可以在EndInvoke中取得。

　　●  不要忘記BeginInvoke是取自線程池中的線程，要注意防止異步任務(wù)的數(shù)量超過(guò)了線程池的線程上限值。

　　●  CallBack委托表示對(duì)與異步任務(wù)的回調(diào)，它將使我們從阻塞的困擾中徹底解脫。

　　●  截止到目前為止，UI線程在處理異步工作時(shí)將不再阻塞，而只有在更新UI具體內(nèi)容時(shí)才會(huì)發(fā)生阻塞。

問(wèn)題

　　我們將發(fā)現(xiàn)，一旦數(shù)據(jù)量較大，我們的UI線程在裝載這些數(shù)據(jù)到控件的時(shí)候，依然會(huì)發(fā)生&rdquo;假死”的情況。這是正常的，因?yàn)槲覀冎槐ＷC了獲取數(shù)據(jù)與UI線程的獨(dú)立性，并沒(méi)有保證更新UI帶來(lái)的線程忙碌問(wèn)題，”假死”正是UI線程忙碌帶來(lái)的一個(gè)用戶感受，如何避免這種情況，下文繼續(xù)介紹。