windowsC#-在异步任务完成时处理

news2024/11/22 10:31:38

通过使用 Task.WhenAny，可同时启动多个任务，并在它们完成时逐个对它们进行处理，而不是按照它们的启动顺序进行处理。

下面的示例使用查询来创建一组任务。每个任务都下载指定网站的内容。在对 while 循环的每次迭代中，对 WhenAny 的等待调用返回任务集合中首先完成下载的任务。此任务从集合中删除并进行处理。循环重复进行，直到集合中不包含任何任务。

创建示例应用程序

创建新的 .NET Core 控制台应用程序。可使用 dotnet new console 命令或 Visual Studio 进行创建。

在代码编辑器中打开 Program.cs 文件，并将现有代码替换为以下代码：

using System.Diagnostics;

namespace ProcessTasksAsTheyFinish;

class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        Console.WriteLine("Hello World!");
    }
}

添加字段

在 Program 类定义中，添加以下两个字段：

static readonly HttpClient s_client = new HttpClient
{
    MaxResponseContentBufferSize = 1_000_000
};

static readonly IEnumerable<string> s_urlList = new string[]
{
    "https://learn.microsoft.com",
    "https://learn.microsoft.com/aspnet/core",
    "https://learn.microsoft.com/azure",
    "https://learn.microsoft.com/azure/devops",
    "https://learn.microsoft.com/dotnet",
    "https://learn.microsoft.com/dynamics365",
    "https://learn.microsoft.com/education",
    "https://learn.microsoft.com/enterprise-mobility-security",
    "https://learn.microsoft.com/gaming",
    "https://learn.microsoft.com/graph",
    "https://learn.microsoft.com/microsoft-365",
    "https://learn.microsoft.com/office",
    "https://learn.microsoft.com/powershell",
    "https://learn.microsoft.com/sql",
    "https://learn.microsoft.com/surface",
    "https://learn.microsoft.com/system-center",
    "https://learn.microsoft.com/visualstudio",
    "https://learn.microsoft.com/windows",
    "https://learn.microsoft.com/maui"
};

HttpClient 公开发送 HTTP 请求和接收 HTTP 响应的能力。 s_urlList 包括应用程序计划处理的所有 URL。

更新应用程序入口点

控制台应用程序的主入口点是 Main 方法。将现有方法替换为以下内容：

static Task Main() => SumPageSizesAsync();

目前将已更新的 Main 方法视为异步 main 方法，这允许将异步入口点引入可执行文件中。它表示为对 SumPageSizesAsync 的调用。

创建异步总和页面大小方法

在 Main 方法下，添加 SumPageSizesAsync 方法：

static async Task SumPageSizesAsync()
{
    var stopwatch = Stopwatch.StartNew();

    IEnumerable<Task<int>> downloadTasksQuery =
        from url in s_urlList
        select ProcessUrlAsync(url, s_client);

    List<Task<int>> downloadTasks = downloadTasksQuery.ToList();

    int total = 0;
    while (downloadTasks.Any())
    {
        Task<int> finishedTask = await Task.WhenAny(downloadTasks);
        downloadTasks.Remove(finishedTask);
        total += await finishedTask;
    }

    stopwatch.Stop();

    Console.WriteLine($"\nTotal bytes returned:  {total:#,#}");
    Console.WriteLine($"Elapsed time:          {stopwatch.Elapsed}\n");
}

while 循环将删除每次迭代中的一项任务。完成各项任务后，循环结束。该方法从实例化和启动 Stopwatch 开始。然后它会包含一个查询，执行此查询时，将创建任务集合。每次对以下代码中的 ProcessUrlAsync 进行调用都会返回 Task<TResult>，其中 TResult 是一个整数：

IEnumerable<Task<int>> downloadTasksQuery =
    from url in s_urlList
    select ProcessUrlAsync(url, s_client);

由于 LINQ 的延迟执行，因此可调用 Enumerable.ToList 来启动每个任务。

List<Task<int>> downloadTasks = downloadTasksQuery.ToList();

while 循环针对集合中的每个任务执行以下步骤：

// 1. 等待调用 WhenAny，以标识集合中首个已完成下载的任务。

Task<int> finishedTask = await Task.WhenAny(downloadTasks);

// 2. 从集合中移除任务。
downloadTasks.Remove(finishedTask);

// 3. 等待 finishedTask，由对 ProcessUrlAsync 的调用返回。 
// finishedTask 变量是 Task<TResult>，其中 TResult 是整数。 
// 任务已完成，但需等待它检索已下载网站的长度，如以下示例所示。 
// 如果任务出错，await 将引发存储在 AggregateException 中的第一个子异常，
// 这一点与读取 Task<TResult>.Result 属性将引发 AggregateException 不同。

total += await finishedTask;

添加进程方法

在 SumPageSizesAsync 方法下添加以下 ProcessUrlAsync 方法：

static async Task<int> ProcessUrlAsync(string url, HttpClient client)
{
    byte[] content = await client.GetByteArrayAsync(url);
    Console.WriteLine($"{url,-60} {content.Length,10:#,#}");

    return content.Length;
}

对于任何给定的 URL，该方法都将使用提供的 client 实例以 byte[] 形式来获取响应。将 URL 和长度写入控制台后会返回该长度。

多次运行此程序以验证并不总是以相同顺序显示已下载的长度。

如示例所示，可以在循环中使用 WhenAny 来解决涉及少量任务的问题。但是，如果要处理大量任务，可以采用其他更高效的方法。

完整示例

下列代码是示例的 Program.cs 文件的完整文本。

using System.Diagnostics;

HttpClient s_client = new()
{
    MaxResponseContentBufferSize = 1_000_000
};

IEnumerable<string> s_urlList = new string[]
{
    "https://learn.microsoft.com",
    "https://learn.microsoft.com/aspnet/core",
    "https://learn.microsoft.com/azure",
    "https://learn.microsoft.com/azure/devops",
    "https://learn.microsoft.com/dotnet",
    "https://learn.microsoft.com/dynamics365",
    "https://learn.microsoft.com/education",
    "https://learn.microsoft.com/enterprise-mobility-security",
    "https://learn.microsoft.com/gaming",
    "https://learn.microsoft.com/graph",
    "https://learn.microsoft.com/microsoft-365",
    "https://learn.microsoft.com/office",
    "https://learn.microsoft.com/powershell",
    "https://learn.microsoft.com/sql",
    "https://learn.microsoft.com/surface",
    "https://learn.microsoft.com/system-center",
    "https://learn.microsoft.com/visualstudio",
    "https://learn.microsoft.com/windows",
    "https://learn.microsoft.com/maui"
};

await SumPageSizesAsync();

async Task SumPageSizesAsync()
{
    var stopwatch = Stopwatch.StartNew();

    IEnumerable<Task<int>> downloadTasksQuery =
        from url in s_urlList
        select ProcessUrlAsync(url, s_client);

    List<Task<int>> downloadTasks = downloadTasksQuery.ToList();

    int total = 0;
    while (downloadTasks.Any())
    {
        Task<int> finishedTask = await Task.WhenAny(downloadTasks);
        downloadTasks.Remove(finishedTask);
        total += await finishedTask;
    }

    stopwatch.Stop();

    Console.WriteLine($"\nTotal bytes returned:    {total:#,#}");
    Console.WriteLine($"Elapsed time:              {stopwatch.Elapsed}\n");
}

static async Task<int> ProcessUrlAsync(string url, HttpClient client)
{
    byte[] content = await client.GetByteArrayAsync(url);
    Console.WriteLine($"{url,-60} {content.Length,10:#,#}");

    return content.Length;
}

// Example output:
// https://learn.microsoft.com                                      132,517
// https://learn.microsoft.com/powershell                            57,375
// https://learn.microsoft.com/gaming                                33,549
// https://learn.microsoft.com/aspnet/core                           88,714
// https://learn.microsoft.com/surface                               39,840
// https://learn.microsoft.com/enterprise-mobility-security          30,903
// https://learn.microsoft.com/microsoft-365                         67,867
// https://learn.microsoft.com/windows                               26,816
// https://learn.microsoft.com/maui                               57,958
// https://learn.microsoft.com/dotnet                                78,706
// https://learn.microsoft.com/graph                                 48,277
// https://learn.microsoft.com/dynamics365                           49,042
// https://learn.microsoft.com/office                                67,867
// https://learn.microsoft.com/system-center                         42,887
// https://learn.microsoft.com/education                             38,636
// https://learn.microsoft.com/azure                                421,663
// https://learn.microsoft.com/visualstudio                          30,925
// https://learn.microsoft.com/sql                                   54,608
// https://learn.microsoft.com/azure/devops                          86,034

// Total bytes returned:    1,454,184
// Elapsed time:            00:00:01.1290403

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