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使接口实现异步

我目前正在尝试使用一些异步方法来制作我的应用程序。我所有的 IO 都是通过接口的显式实现完成的,我对如何使操作异步有点困惑。

正如我所看到的,我在实施中有两个选择:

interface IIO
{
    void DoOperation();
}

选项1:做一个隐式实现异步并在隐式实现中等待结果。

class IOImplementation : IIO
{

     async void DoOperation()
    {
        await Task.Factory.StartNew(() =>
            {
                //WRITING A FILE OR SOME SUCH THINGAMAGIG
            });
    }

    #region IIO Members

    void IIO.DoOperation()
    {
        DoOperation();
    }

    #endregion
}

选项2:异步执行显式实现并等待来自隐式实现的任务。

class IOAsyncImplementation : IIO
{
    private Task DoOperationAsync()
    {
        return new Task(() =>
            {
                //DO ALL THE HEAVY LIFTING!!!
            });
    }

    #region IIOAsync Members

    async void IIO.DoOperation()
    {
        await DoOperationAsync();
    }

    #endregion
}

这些实现中的一个是否比另一个更好,或者还有其他我没有想到的方法吗?


s
svick

这两个选项都不正确。您正在尝试异步实现同步接口。不要那样做。问题是当 DoOperation() 返回时,操作还没有完成。更糟糕的是,如果在操作过程中发生异常(这在 IO 操作中很常见),用户将没有机会处理该异常。

您需要做的是修改接口,使其异步:

interface IIO
{
    Task DoOperationAsync(); // note: no async here
}

class IOImplementation : IIO
{
    public async Task DoOperationAsync()
    {
        // perform the operation here
    }
}

这样,用户将看到该操作是 async 并且他们将能够对其进行 await。这也几乎迫使您的代码的用户切换到 async,但这是不可避免的。

另外,我假设在您的实现中使用 StartNew() 只是一个示例,您不需要它来实现异步 IO。 (而 new Task() 甚至更糟,甚至都行不通,因为您没有 Start() Task。)


使用显式实现会如何?另外,你在哪里等待这个实现?
@Animal Explicit 实现看起来和往常一样(只需添加 async):async Task IIO.DoOperationAsync()。你的意思是你在哪里await返回的Task?无论您在哪里调用 DoOperationAsync()
基本上,我认为我可以将我的问题归结为“我在哪里等待?”如果我不在异步方法中等待,我会收到编译警告。
理想情况下,您不需要将 IO 代码包装在 Task.Run() 中,该 IO 代码本身应该是异步的,您可以直接使用 await。例如line = await streamReader.ReadLineAsync()
那么让你的代码异步就没有多大意义了。请参阅文章 Should I expose asynchronous wrappers for synchronous methods?
D
Dima

更好的解决方案是为异步操作引入另一个接口。新接口必须继承原接口。

例子:

interface IIO
{
    void DoOperation();
}

interface IIOAsync : IIO
{
    Task DoOperationAsync();
}


class ClsAsync : IIOAsync
{
    public void DoOperation()
    {
        DoOperationAsync().GetAwaiter().GetResult();
    }

    public async Task DoOperationAsync()
    {
        //just an async code demo
        await Task.Delay(1000);
    }
}


class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        IIOAsync asAsync = new ClsAsync();
        IIO asSync = asAsync;

        Console.WriteLine(DateTime.Now.Second);

        asAsync.DoOperation();
        Console.WriteLine("After call to sync func using Async iface: {0}", 
            DateTime.Now.Second);

        asAsync.DoOperationAsync().GetAwaiter().GetResult();
        Console.WriteLine("After call to async func using Async iface: {0}", 
            DateTime.Now.Second);

        asSync.DoOperation();
        Console.WriteLine("After call to sync func using Sync iface: {0}", 
            DateTime.Now.Second);

        Console.ReadKey(true);
    }
}

PS 重新设计你的异步操作,让它们返回 Task 而不是 void,除非你真的必须返回 void。


为什么不用 GetAwaiter().GetResult() 而不是 Wait()?这样您就不需要解压缩 AggregateException 来获取内部异常。
一种变体依赖于实现多个(可能是显式)接口的类:class Impl : IIO, IIOAsync。然而,IIO 和 IIOAsync 本身是不同的合约,可以避免将“旧合约”引入新代码。 var c = new Impl(); IIOAsync asAsync = c; IIO asSync = c
馊主意。如果您的操作是异步的,请将它们公开为异步,并让使用者根据需要处理它们。消费者可以决定像您在示例中所做的那样“转换为同步”,或者保持异步。事实上,我建议也始终包含取消令牌,并使用它,例如超时未及时完成的 IO 操作。 .NET 框架中的异步实现的 Mosf 包括它。
您不应在代码中使用 GetAwaiter 和 GetResult()。它仅适用于编译器:TaskAwaiter Struct
d
datchung

我根据 Svick 的回答创建了一个示例应用程序,发现在没有 async 关键字的情况下调用 IOImplementation.DoOperationAsync() 不会导致编译器/Visual Studio 警告。这是基于 Visual Studio 2019 和 .NET Core 3.1。

下面的示例代码。

public interface ISomething
{
    Task DoSomethingAsync();
}
public class Something : ISomething
{
    public async Task DoSomethingAsync()
    {
        await Task.Run(() => Thread.Sleep(2000));
        Console.WriteLine("Message from DoSomethingAsync");

        throw new Exception("Some exception");
    }
}
class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        ISomething something = new Something();
        
        Console.WriteLine("pre something.DoSomethingAsync() without await");
        something.DoSomethingAsync(); // No compiler warning for missing "await" and exception is "swallowed"
        Console.WriteLine("post something.DoSomethingAsync() without await");

        Thread.Sleep(3000);

        // Output:
        // pre something.DoSomethingAsync() without await
        // post something.DoSomethingAsync() without await
        // Message from DoSomethingAsync
    }
}

我相信如果您的 Main 方法是异步的,编译器必须警告缺少“等待”。顺便说一句,最好使用 Task.Delay 而不是 Thread.Sleep 在异步方法中实现等待。
A
Alatey

可以使用抽象类代替接口(在 C# 7.3 中)。

// Like interface
abstract class IIO
{
    public virtual async Task<string> DoOperation(string Name)
    {
        throw new NotImplementedException(); // throwing exception
        // return await Task.Run(() => { return ""; }); // or empty do
    }
}

// Implementation
class IOImplementation : IIO
{
    public override async Task<string> DoOperation(string Name)
    {
        return await await Task.Run(() =>
        {
            if(Name == "Spiderman")
                return "ok";
            return "cancel";
        }); 
    }
}

这样做有什么好处?为什么 IIO.DoOperation() 有一个虚拟实现而不是 abstract 本身?
在 C# 7.3 中,我不能使用没有主体的“抽象异步”方法。
这样做是零用处。如果没有 abstract 成员,则创建类 abstract 是没有意义的。可以将 DoOperation() 方法设为 abstract,但是您得到的东西本质上只是一个接口。这让人回想起,为什么不直接使用界面呢?上面的代码毫无意义。 :(
“我不能使用没有主体的“抽象异步”方法”——没有理由想要使用 abstract async。将 async 添加到方法声明的唯一作用是允许您在方法中使用 await。如果您的方法不使用 await,那么您不需要 async。这就是接口方法首先起作用的原因。 真正重要的是返回类型。您可以在没有 async 关键字的情况下将返回类型设为 Task<string>