Interoperabilità con altri tipi e modelli asincroni
Breve cronologia dei modelli asincroni in .NET:
- In .NET Framework 1.0 è stato introdotto il modello IAsyncResult, altrimenti noto come Modello di programmazione asincrona (APM) o modello
Begin/End. - In .NET Framework 2.0 è stato aggiunto il Modello asincrono basato su eventi (EAP).
- In .NET Framework 4 è stato introdotto il Modello asincrono basato su attività (TAP), che sostituisce sia APM che EAP e consente di compilare facilmente le routine di migrazione dai modelli precedenti.
Attività e modelli di programmazione asincrona (APM)
da APM a TAP
Poiché il Modello di programmazione asincrona (APM) è strutturato, è piuttosto facile compilare un wrapper per esporre l'implementazione di APM come implementazione di TAP. .NET Framework 4 e versioni successive includono routine helper sotto forma di overload del metodo FromAsync per fornire questa conversione.
Si consideri la classe Stream e i relativi metodi BeginRead e EndRead , che rappresentano l'equivalente di APM del metodo sincrono Read :
public int Read(byte[] buffer, int offset, int count)
Public Function Read(buffer As Byte(), offset As Integer,
count As Integer) As Integer
public IAsyncResult BeginRead(byte[] buffer, int offset,
int count, AsyncCallback callback,
object state)
Public Function BeginRead(buffer As Byte, offset As Integer,
count As Integer, callback As AsyncCallback,
state As Object) As IAsyncResult
public int EndRead(IAsyncResult asyncResult)
Public Function EndRead(asyncResult As IAsyncResult) As Integer
È possibile usare il metodo TaskFactory<TResult>.FromAsync per implementare un wrapper TAP per questa operazione come segue:
public static Task<int> ReadAsync(this Stream stream,
byte[] buffer, int offset,
int count)
{
if (stream == null)
throw new ArgumentNullException("stream");
return Task<int>.Factory.FromAsync(stream.BeginRead,
stream.EndRead, buffer,
offset, count, null);
}
<Extension()>
Public Function ReadAsync(strm As Stream,
buffer As Byte(), offset As Integer,
count As Integer) As Task(Of Integer)
If strm Is Nothing Then
Throw New ArgumentNullException("stream")
End If
Return Task(Of Integer).Factory.FromAsync(AddressOf strm.BeginRead,
AddressOf strm.EndRead, buffer,
offset, count, Nothing)
End Function
Questa implementazione è simile alla seguente:
public static Task<int> ReadAsync(this Stream stream,
byte [] buffer, int offset,
int count)
{
if (stream == null)
throw new ArgumentNullException("stream");
var tcs = new TaskCompletionSource<int>();
stream.BeginRead(buffer, offset, count, iar =>
{
try {
tcs.TrySetResult(stream.EndRead(iar));
}
catch(OperationCanceledException) {
tcs.TrySetCanceled();
}
catch(Exception exc) {
tcs.TrySetException(exc);
}
}, null);
return tcs.Task;
}
<Extension()>
Public Function ReadAsync(stream As Stream, buffer As Byte(), _
offset As Integer, count As Integer) _
As Task(Of Integer)
If stream Is Nothing Then
Throw New ArgumentNullException("stream")
End If
Dim tcs As New TaskCompletionSource(Of Integer)()
stream.BeginRead(buffer, offset, count,
Sub(iar)
Try
tcs.TrySetResult(stream.EndRead(iar))
Catch e As OperationCanceledException
tcs.TrySetCanceled()
Catch e As Exception
tcs.TrySetException(e)
End Try
End Sub, Nothing)
Return tcs.Task
End Function
da TAP ad APM
Se l'infrastruttura esistente prevede il modello APM, sarà anche possibile creare un'implementazione di TAP e usarla dove è prevista un'implementazione APM. Poiché le attività possono essere composte e tramite la classe Task viene implementato l'oggetto IAsyncResult, a tal fine è possibile utilizzare una semplice funzione di supporto. Il codice seguente usa un'estensione della classe Task<TResult> , ma è possibile usare una funzione quasi identica per le attività non generiche.
public static IAsyncResult AsApm<T>(this Task<T> task,
AsyncCallback callback,
object state)
{
if (task == null)
throw new ArgumentNullException("task");
var tcs = new TaskCompletionSource<T>(state);
task.ContinueWith(t =>
{
if (t.IsFaulted)
tcs.TrySetException(t.Exception.InnerExceptions);
else if (t.IsCanceled)
tcs.TrySetCanceled();
else
tcs.TrySetResult(t.Result);
if (callback != null)
callback(tcs.Task);
}, TaskScheduler.Default);
return tcs.Task;
}
<Extension()>
Public Function AsApm(Of T)(task As Task(Of T),
callback As AsyncCallback,
state As Object) As IAsyncResult
If task Is Nothing Then
Throw New ArgumentNullException("task")
End If
Dim tcs As New TaskCompletionSource(Of T)(state)
task.ContinueWith(Sub(antecedent)
If antecedent.IsFaulted Then
tcs.TrySetException(antecedent.Exception.InnerExceptions)
ElseIf antecedent.IsCanceled Then
tcs.TrySetCanceled()
Else
tcs.TrySetResult(antecedent.Result)
End If
If callback IsNot Nothing Then
callback(tcs.Task)
End If
End Sub, TaskScheduler.Default)
Return tcs.Task
End Function
Ora, si consideri il caso in cui si dispone dell'implementazione di TAP:
public static Task<String> DownloadStringAsync(Uri url)
Public Shared Function DownloadStringAsync(url As Uri) As Task(Of String)
e si desidera fornire questa implementazione APM:
public IAsyncResult BeginDownloadString(Uri url,
AsyncCallback callback,
object state)
Public Function BeginDownloadString(url As Uri,
callback As AsyncCallback,
state As Object) As IAsyncResult
public string EndDownloadString(IAsyncResult asyncResult)
Public Function EndDownloadString(asyncResult As IAsyncResult) As String
Nell'esempio seguente viene illustrata una migrazione ad APM:
public IAsyncResult BeginDownloadString(Uri url,
AsyncCallback callback,
object state)
{
return DownloadStringAsync(url).AsApm(callback, state);
}
public string EndDownloadString(IAsyncResult asyncResult)
{
return ((Task<string>)asyncResult).Result;
}
Public Function BeginDownloadString(url As Uri,
callback As AsyncCallback,
state As Object) As IAsyncResult
Return DownloadStringAsync(url).AsApm(callback, state)
End Function
Public Function EndDownloadString(asyncResult As IAsyncResult) As String
Return CType(asyncResult, Task(Of String)).Result
End Function
Attività e modello asincrono basato su eventi (EAP)
Eseguire il wrapping di un'implementazione di Event-based Asynchronous Pattern (EAP) è un'operazione più complessa dell'esecuzione del wrapping di un modello APM, perché il modello EAP è più variabile e meno strutturato del modello APM. A dimostrazione di quanto detto, il codice seguente esegue il wrapping del metodo DownloadStringAsync . DownloadStringAsync accetta un URI, genera l'evento DownloadProgressChanged durante il download per comunicare diverse statistiche sullo stato di avanzamento e genera l'evento DownloadStringCompleted quando ha terminato. Il risultato finale è una stringa che contiene il contenuto della pagina all'URI specificato.
public static Task<string> DownloadStringAsync(Uri url)
{
var tcs = new TaskCompletionSource<string>();
var wc = new WebClient();
wc.DownloadStringCompleted += (s,e) =>
{
if (e.Error != null)
tcs.TrySetException(e.Error);
else if (e.Cancelled)
tcs.TrySetCanceled();
else
tcs.TrySetResult(e.Result);
};
wc.DownloadStringAsync(url);
return tcs.Task;
}
Public Shared Function DownloadStringAsync(url As Uri) As Task(Of String)
Dim tcs As New TaskCompletionSource(Of String)()
Dim wc As New WebClient()
AddHandler wc.DownloadStringCompleted, Sub(s, e)
If e.Error IsNot Nothing Then
tcs.TrySetException(e.Error)
ElseIf e.Cancelled Then
tcs.TrySetCanceled()
Else
tcs.TrySetResult(e.Result)
End If
End Sub
wc.DownloadStringAsync(url)
Return tcs.Task
End Function
Attività e handle di attesa
da handle di attesa a TAP
Anche se gli handle di attesa non implementano un modello asincrono, gli sviluppatori avanzati possono usare la classe WaitHandle e il metodo ThreadPool.RegisterWaitForSingleObject per le notifiche asincrone quando è impostato un handle di attesa. È possibile eseguire il wrapping del metodo RegisterWaitForSingleObject per abilitare un'alternativa basata su attività a qualsiasi attesa sincrona su un handle di attesa:
public static Task WaitOneAsync(this WaitHandle waitHandle)
{
if (waitHandle == null)
throw new ArgumentNullException("waitHandle");
var tcs = new TaskCompletionSource<bool>();
var rwh = ThreadPool.RegisterWaitForSingleObject(waitHandle,
delegate { tcs.TrySetResult(true); }, null, -1, true);
var t = tcs.Task;
t.ContinueWith( (antecedent) => rwh.Unregister(null));
return t;
}
<Extension()>
Public Function WaitOneAsync(waitHandle As WaitHandle) As Task
If waitHandle Is Nothing Then
Throw New ArgumentNullException("waitHandle")
End If
Dim tcs As New TaskCompletionSource(Of Boolean)()
Dim rwh As RegisteredWaitHandle = ThreadPool.RegisterWaitForSingleObject(waitHandle,
Sub(state, timedOut)
tcs.TrySetResult(True)
End Sub, Nothing, -1, True)
Dim t = tcs.Task
t.ContinueWith(Sub(antecedent)
rwh.Unregister(Nothing)
End Sub)
Return t
End Function
Con questo metodo, è possibile usare le implementazioni di WaitHandle esistenti nei metodi asincroni. Se, ad esempio, si vuole limitare il numero di operazioni asincrone in esecuzione in un momento specifico, è possibile usare un semaforo (oggetto System.Threading.SemaphoreSlim). È possibile limitare a N il numero di operazioni eseguite contemporaneamente inizializzando il conteggio del semaforo a N, rimanendo in attesa del semaforo ogni volta che si vuole eseguire un'operazione e rilasciando il semaforo quando l'operazione è terminata:
static int N = 3;
static SemaphoreSlim m_throttle = new SemaphoreSlim(N, N);
static async Task DoOperation()
{
await m_throttle.WaitAsync();
// do work
m_throttle.Release();
}
Shared N As Integer = 3
Shared m_throttle As New SemaphoreSlim(N, N)
Shared Async Function DoOperation() As Task
Await m_throttle.WaitAsync()
' Do work.
m_throttle.Release()
End Function
È anche possibile creare un semaforo asincrono che non si basa sugli handle di attesa ma interagisce completamente con le attività. A questo scopo, è possibile usare tecniche quali quelle descritte in Consuming the Task-based Asynchronous Pattern per basare le strutture dei dati su Task.
da TAP a handle di attesa
Come accennato in precedenza, la classe Task implementa IAsyncResulte tale implementazione espone una proprietà IAsyncResult.AsyncWaitHandle che restituisce un handle di attesa che verrà impostato al completamento di Task . È possibile ottenere un WaitHandle per Task come segue:
WaitHandle wh = ((IAsyncResult)task).AsyncWaitHandle;
Dim wh As WaitHandle = CType(task, IAsyncResult).AsyncWaitHandle
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