5 异步编程之async和await

在上一篇中，我们探讨了异步编程的基础概念以及它所解决的问题。这一篇我们将深入了解 async 和 await 关键字，这两个关键词是 C# 异步编程的基石，帮助我们编写高效且可读的异步代码。

什么是 async 和 await

async 和 await 关键字使得异步编程更为简单和直观。

• async：用于修饰一个方法，表明该方法包含异步操作。被标记为 async 的方法必须返回 Task、Task<T> 或 void（仅限于事件处理程序）。
• await：用于暂停 async 方法的执行，直到其后面的任务完成，并且允许其他操作在此期间执行。

在 C# 中，我们可以通过 Task 对象来表示异步操作，await 关键字会确保代码在任务完成之前不会继续执行。

基本语法

我们首先来看一下使用 async 和 await 的简单示例：

public async Task<string> FetchDataAsync()
{
    // 模拟一个异步网络操作
    await Task.Delay(2000); // 表示等待2秒
    return "数据获取成功！";
}

在这个例子中，方法 FetchDataAsync 被标记为 async，并返回一个 Task<string>。await Task.Delay(2000) 让方法在等待 2 秒的同时不会阻塞调用它的线程。

使用场景

async 和 await 非常适合用于 I/O 密集型任务，例如网络请求、文件读写和数据库访问等场景。在这些操作中，I/O 操作通常会导致线程等待，而使用异步编程可以释放这些线程，让它们去处理其它工作。

例子：异步文件读取

以下是一个异步读取文件的例子：

using System;
using System.IO;
using System.Threading.Tasks;

public class Program
{
    public static async Task Main(string[] args)
    {
        string filePath = "sample.txt";
        string content = await ReadFileAsync(filePath);
        Console.WriteLine(content);
    }

    public static async Task<string> ReadFileAsync(string filePath)
    {
        using (StreamReader reader = new StreamReader(filePath))
        {
            // 异步读取文件内容
            string content = await reader.ReadToEndAsync();
            return content;
        }
    }
}

在这个例子中，ReadFileAsync 异步读取文件的内容，并且使用 await 关键字确保在读取完成之前不继续执行后续代码。

处理异常

在使用 await 的时候，我们同样需要考虑异常处理。异步方法可以抛出异常，如果不加处理，会影响调用这个方法的代码。我们可以使用 try-catch 语句来捕获这些异常：

public static async Task<string> FetchDataAsync()
{
    try
    {
        await Task.Delay(2000); // 模拟网络请求
        throw new Exception("获取数据时出现错误！");
    }
    catch (Exception ex)
    {
        Console.WriteLine($"错误: {ex.Message}");
        return "错误处理完成";
    }
}

通过在异步方法中加入异常处理，能够确保即使发生了错误，程序也不会崩溃，并能恰当地处理错误信息。

总结

在本文中，我们详细探讨了 async 和 await 关键字的使用方法与场景。它们让 C# 异步编程变得简单且可读，极大地提高了开发效率。通过上述示例，您应该能够了解如何在实际开发中灵活运用这两个关键字。

在下一篇中，我们将进一步探讨异步编程中的任务与多线程的内容，届时我们将更加深入措施并结合更多实际案例进行讲解。