1.异步和多线程简介 2.IOCP 3.await后代码执行的线程 1.异步和多线程简介 a. 多线程: 像是你同时请了多个工人( 线程) 干活, 每个工人独立执行自己的任务, CPU需要在这些工人之间切换调度; 这是并 发执行的一种实现方式 b. 异步: 是一种编程模式/ 思想, 核心是"非阻塞" —— 当遇到耗时操作( 比如: IO、网络请求) 时, 当前线程不会傻等, 而是去 处理其他任务, 等耗时操作完成后再回来处理结果; 异步不一定需要创建新线程1 ) . IO密集型 最典型的就是"文件读写, 数据库操作, 网络请求" 等, 这类操作的耗时主要花在等待外部设备( 硬盘/ 网络) 响应, 而非占用 CPU; C#的异步在处理这类操作时, 底层会利用"操作系统的IOCP(IO完成端口)机制, 不会创建新线程" using System ; using System. IO ; using System. Threading. Tasks ; class Program { static async Task Main ( ) { // 异步读取文件（IO密集型） string = await ReadFileAsync ( "test.txt" ) ; Console. WriteLine ( content) ; } static async Task< string > ReadFileAsync ( string ) { // await执行时，当前线程会返回线程池，去处理其他任务 // 文件读取完成后，系统会通知CLR，再从线程池取一个线程继续执行后续代码 // 全程没有创建新线程，只是复用了线程池的线程 using ( var = new StreamReader ( path) ) { return await reader. ReadToEndAsync ( ) ; } } } 2 ) . CPU密集型 如果异步方法里执行的是CPU密集型任务( 比如复杂计算) , 此时异步需要依赖多线程才能实现非阻塞using System ; using System. Threading ; using System. Threading. Tasks ; class Program { static void Main ( ) { // new Thread：新建操作系统线程（不在线程池） new Thread ( ( ) => { // 打印线程ID+是否线程池线程（结果：否） Console. WriteLine ( $"new Thread线程ID： { Thread. CurrentThread. ManagedThreadId } ，是否线程池： { Thread. CurrentThread. IsThreadPoolThread } " ) ; } ) . Start ( ) ; Console. ReadKey ( ) ; } } 2.IOCP IOCP就是操作系统为程序提供的一个"异步I/O结果通知中心" , 程序把I/ O请求交给操作系统后就可以去干别的事, 等I/ O操作 完成了, 操作系统会通过这个"通知中心" 告诉程序"你的请求做完了, 来拿结果吧" 当你在C#中写await reader. ReadToEndAsync ( ) 时, 底层流程是这样的 a. 你的C#程序调用. NET 类库的异步方法, . NET会把"读取文件" 这个IO请求交给Windows操作系统 b. 操作系统把这个请求加入IOCP的"待处理队列" , 然后立刻告诉你的C#程序"请求已提交" , 你可以先回去干活了 c. 当硬盘完成文件读取后, 操作系统会把"读取完成" 的结果放到IOCP的"完成队列" 里 d. ".NET的CLR" 会监控这个IOCP完成队列, 发现有完成的请求后, 从线程池取一个空闲线程, 继续执行await 后面的代码, 比 如打印文件内容 整个过程中, 没有为这个IO请求创建新线程, 只有IO完成后才短暂占用一个线程处理结果, 这就是异步IO比多线程处理IO高 效的根本原因, 而IOCP就是实现这个流程的核心机制3.await后代码执行的线程 await 后代码的执行线程, 不是绝对由线程池决定, 而是由await 执行前当前线程的"同步上下文" 决定 a. 控制台: 无特殊同步上下文, "await后代码在线程池线程执行" using System ; using System. IO ; using System. Threading ; using System. Threading. Tasks ; class Program { static async Task Main ( ) { // 打印主线程信息（控制台主线程不是线程池线程） Console. WriteLine ( $"主线程ID： { Thread. CurrentThread. ManagedThreadId } ，是否线程池线程： { Thread. CurrentThread. IsThreadPoolThread } " ) ; // 异步读取文件（IO操作，释放主线程） string = await ReadFileAsync ( "test.txt" ) ; // 打印await后的线程信息（此时是线程池线程） Console. WriteLine ( $"await后线程ID： { Thread. CurrentThread. ManagedThreadId } ，是否线程池线程： { Thread. CurrentThread. IsThreadPoolThread } " ) ; Console. WriteLine ( content) ; } static async Task< string > ReadFileAsync ( string ) { // 确保文件存在（先创建一个测试文件） if ( ! File. Exists ( path) ) await File. WriteAllTextAsync ( path, "测试IOCP异步读取" ) ; using ( var = new StreamReader ( path) ) { return await reader. ReadToEndAsync ( ) ; // IOCP处理的核心异步点 } } } b. UI程序: WinForm/ WPF, "有UI同步上下文, await后代码会回到原UI主线程" // 新建WinForm项目，在Form1中添加一个按钮Button1 using System ; using System. IO ; using System. Threading ; using System. Windows. Forms ; public partial class Form1 : Form { public Form1 ( ) { InitializeComponent ( ) ; } private async void Button1_Click ( object , EventArgs e) { // 打印UI主线程信息（非线程池线程） MessageBox. Show ( $"点击按钮的线程ID： { Thread. CurrentThread. ManagedThreadId } ，是否线程池线程： { Thread. CurrentThread. IsThreadPoolThread } " ) ; // 异步读取文件 string = await File. ReadAllTextAsync ( "test.txt" ) ; // 打印await后的线程信息（还是原UI主线程） MessageBox. Show ( $"await后线程ID： { Thread. CurrentThread. ManagedThreadId } ，是否线程池线程： { Thread. CurrentThread. IsThreadPoolThread } " ) ; // 直接更新UI控件（无跨线程异常，因为回到了UI线程） label1. Text= content; } } c. "unity中await后代码会回到主线程" using UnityEngine ; using UnityEngine. UI ; using System. Threading. Tasks ; public class AsyncLoadAwaitExample : MonoBehaviour { public Text tipText; private async void Start ( ) { Debug. Log ( $"Start方法线程ID： { System. Threading. Thread. CurrentThread. ManagedThreadId } " ) ; // 异步加载资源，await后自动回主线程 var = Resources. LoadAsync < Sprite> ( "Images/player" ) ; await resourceRequest; // 打印await后的线程ID（和主线程一致） Debug. Log ( $"await后线程ID： { System. Threading. Thread. CurrentThread. ManagedThreadId } " ) ; // 直接操作UI Sprite sprite= ( Sprite) resourceRequest. asset; tipText. text= "Await加载完成" ; } } 
