C#异步编程由浅入深(三)之详解Awaiter

在C#异步编程中，awai和awaiter是非常重要的概念。Awaiter是实现自定义异步操作必须实现的一个组件，相当于C#异步编程中的“接口”，而await则代表“等待”。本篇文章就来详细讲解Awaiter的用法。

Awaiter的概念

首先我们需要了解Awaiter的概念。Awaiter是异步操作的“接口”，即必须实现的一组操作，用于提取异步操作的结果。通常包括IsCompleted、OnCompleted和GetResult三个方法。

• IsCompleted：异步操作是否已完成
• OnCompleted：在异步操作完成时所执行的操作
• GetResult：提取异步操作的结果

使用Awaiter改善程序性能

有时候我们需要在执行一些IO密集型操作时，为了避免主线程被阻塞，会通过异步方式来实现。这时候我们可以使用Awaiter来改善程序性能。

public async Task<string> GetData()
{
    var result = await httpClient.GetAsync("https://api.github.com/");
    await Task.Delay(1000);
    return await result.Content.ReadAsStringAsync();
}

在上面的示例中，我们通过httpClient.GetAsync来获取远程API数据，然后等待1000毫秒后返回响应内容。由于网络请求是IO密集型操作，会阻塞线程，因此我们使用了异步方式来实现。在httpClient.GetAsync方法返回后，我们需要等待1000毫秒后才会执行return语句，这时候就可以使用Awaiter来实现。

public async Task<string> GetData()
{
    var result = await httpClient.GetAsync("https://api.github.com/");
    await AwaitByTimeSpan(TimeSpan.FromSeconds(1));
    return await result.Content.ReadAsStringAsync();
}

private TaskAwaiter AwaitByTimeSpan(TimeSpan delay)
{
    return Task.Delay(delay).GetAwaiter();
}

在以上示例中，我们通过AwaitByTimeSpan方法返回Task.Delay(delay).GetAwaiter()。Task.Delay方法也是一个异步方法，返回一个Task对象，我们可以通过GetAwaiter方法来获取一个TaskAwaiter实例。然后我们可以使用await来等待这个TaskAwaiter执行完毕，等待1000毫秒后再返回响应内容。这里也演示了如何自定义一个Awaiter方法。

自定义Awaiter

在一些特殊的场景下，我们需要自定义Awaiter，来实现一些特定的异步操作。比如我们想要实现一个异步文件读取器，可以在读取文件时指定读取的字节数和偏移量，这时候我们就需要自定义Awaiter。

public struct MyFileAwaiter : INotifyCompletion
{
    private readonly FileStream fileStream;
    private readonly byte[] buffer;
    private readonly int offset;
    private readonly int count;

    public MyFileAwaiter(FileStream fileStream, byte[] buffer, int offset, int count)
    {
        this.fileStream = fileStream;
        this.buffer = buffer;
        this.offset = offset;
        this.count = count;
    }

    public bool IsCompleted => false;

    public void OnCompleted(Action continuation)
    {
        fileStream.BeginRead(buffer, offset, count, ar =>
        {
            continuation?.Invoke();
        }, null);
    }

    public int GetResult()
    {
        return fileStream.EndRead(null);
    }
}

在以上示例中，我们通过自定义MyFileAwaiter来实现异步文件读取器。其中，fileStream为当前文件流，buffer为读取数据存储的字节数组，offset为读取数据的偏移量，count为读取的字节数。在IsCompleted方法中，我们设置为返回false，相当于告诉C#编译器任务还没有完成。在OnCompleted方法中，我们调用fileStream.BeginRead方法来异步读取文件内容，并在读取完毕后执行continuation.Invoke()，表示当前异步操作已经完成。GetResult方法则是获取文件读取的结果。

结论

在C#异步编程中，Awaiter和await是非常重要的概念。通过Awaiter，我们能够自定义异步操作，提高程序性能，同时也可以更好地封装异步操作，让我们更专注于业务开发。