C#使用async和await实现异步编程

下面是C#使用async和await实现异步编程的完整攻略。

什么是异步编程？

异步编程是指同时执行多个操作，而且不用等待当前操作完成再去执行下一个操作的编程方式。使用异步编程可以在所有操作都完成之前充分利用资源，提高性能和效率。

C#异步编程的实现方式

在C#中，异步编程可以使用async和await关键字实现。async关键字用于修饰方法，表明该方法是异步方法；而await关键字用于等待异步操作的完成。

下面是一个简单的异步编程示例：假设我们需要下载一张图片，并在下载完成后显示到界面上。常规的同步方式如下：

private void btnDownload_Click(object sender, EventArgs e)
{
    var client = new WebClient();
    string url = "https://xxx.com/xxx.jpg";
    byte[] imageData = client.DownloadData(url);
    Image image = Image.FromStream(new MemoryStream(imageData));
    pictureBox1.Image = image;
}

上面的代码中，我们使用WebClient类下载了一张图片，然后在界面上显示。但是，下载操作是同步的，会在主线程中阻塞，如果图片比较大，下载时间会比较长，会造成界面假死的现象。

为了避免这个问题，我们可以将下载操作放在异步方法中执行。下面我们使用async和await关键字修改上面的代码：

private async void btnDownload_Click(object sender, EventArgs e)
{
    var client = new WebClient();
    string url = "https://xxx.com/xxx.jpg";
    byte[] imageData = await client.DownloadDataTaskAsync(url);
    Image image = Image.FromStream(new MemoryStream(imageData));
    pictureBox1.Image = image;
}

上面的代码中，我们使用async关键字修饰btnDownload_Click方法，表示该方法是异步方法。然后使用await关键字等待DownloadDataTaskAsync方法的执行结果，DownloadDataTaskAsync方法会异步下载图片的字节数组。当DownloadDataTaskAsync方法完成后，使用Image.FromStream方法将字节数组转换为图片对象，最后将图片显示在pictureBox1中。总体上，使用异步方式下载图片可以避免界面假死的问题。

再来一个稍微复杂一点的异步编程示例：我们需要从多个API接口获取数据，并将数据合并后显示在界面上。具体步骤如下：

1. 使用HttpClient从不同的API接口异步获取数据；
2. 将所有数据合并到一个List中；
3. 将List中的数据绑定到DataGridView中。

private async void btnGetData_Click(object sender, EventArgs e)
{
    List<string> urls = new List<string>()
    {
        "https://xxx.com/api/user",
        "https://xxx.com/api/order",
        "https://xxx.com/api/product"
    };

    List<string> results = new List<string>();
    var client = new HttpClient();

    foreach (var url in urls)
    {
        HttpResponseMessage response = await client.GetAsync(url);
        string data = await response.Content.ReadAsStringAsync();
        results.Add(data);
    }

    List<object> dataList = new List<object>();
    foreach (var result in results)
    {
        var data = JsonConvert.DeserializeObject<List<object>>(result);
        dataList.AddRange(data);
    }

    dataGridView1.DataSource = dataList;
}

上面的代码中，我们使用HttpClient异步获取三个API接口的数据，并将数据添加到results List中。然后使用JsonConvert.DeserializeObject方法将所有数据反序列化到一个List中，并将List绑定到DataGridView中。

总结

使用async和await关键字可以很方便地实现C#的异步编程。异步编程可以提高程序的性能和效率，避免阻塞。

上面的示例仅仅是异步编程的冰山一角，异步编程还涉及到线程同步、取消操作、异常处理等等问题，读者可以进一步探索相关的文档和教程。