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ASP.NET的各种异步操作实现详细解析

  受争论的【基于事件的异步模式】

  本来在我的写作计划中,是没有这段文字的,可就在我打算发布这篇博客之前,想到上篇博客中的评论,突然我想到一本书:CLR via C# 。是的,就是这本书,我想很多人手里有这本书,想到这本书是因为上篇博客的评论中,出现一个与我的观点有着不一致的声音(来自AndersTan),而他应该是Jeffer Richter的粉丝。我早就买了这本书了(中文第三版),其实也是AndersTan推荐的,不过一直没有看完,因此,根本就没有发现Jeffer Richter是【基于事件的异步模式】的反对者,这个可参考书中696页。Jeffer Richter在书中说:“由于我不是EAP的粉丝,而且我不赞同使用这个模式, 所以一直没有花太多的时间在它上面。然而,我知道有一些人确实喜欢这个模式,而且想使用它,所以我专门花了一些时间研究它。” 为了表示对大牛的敬重,我用蓝色字体突出他说的话(当然是由周靖翻译的)。看到这句话以及后面他对于此模式的评价,尤其是在【27.11.2 APM和EAP的对比】这个小节中对于EAP的评价,让我感觉大牛其实也没有很有地了解这个模式。

  这里再补充一下,书中提到二个英文简写:EAP: Event-base Asynchronous Pattern, APM: Asynchronous Programming Model 。书中689页中,Jeffer Richter还说过:“虽然我是APM的超级粉丝,但是我必须承认它存在的一些问题。” 与之相反,虽然我不是APM的忠实粉丝,我却不认为他所说的问题真的是APM的缺点。他说的第一点,感觉就没有意义。我不知道有多少人在现实使用中,是在调用了Begin方法后,立即去调用End方法?我认为.net允许这种使用方式,可能还是更看中的是使用上的灵活性,毕竟微软要面对的开发者会有千奇百怪的要求。而且MSDN中也解释了这种调用会阻塞线程。访问IAsyncResult是可以一个WaitHandle,这个好像在上篇博客的评论中有人也提过了,我当时也不想说了,这次就把我的实现方式贴出来了,只希望告诉一些人:这个成员虽然是个耗资源的东西,但要看你如何去实现它了:有些时候(完成的时候)可以返回null的,所以,通常应该设计成一种延迟创建模式才对(我再一次的提醒:在设计它时要考虑多线程的并发访问)。

  刚才扯远了,我们还是来说关于Jeffer Richter对于【27.11.2 APM和EAP的对比】这个小节的看法(699页)。这个小节有4个段话,分别分4个方面说了些EAP的【缺点】,我也将依次来发表我的观点。

  Jeffer Richter认为EAP的最大优点在于和IDE的配合使用,且在后面一直提到GUI线程。显然EAP模式被代表了,被WinForm这类桌面程序程序代表了。我今天的示例代码一直是可以在ASP.NET环境下运行的,而且还特意和WinForm下的使用方法做了比较,结果是:使用方式基本相同。 我认为这个结果才是EAP模式最大的优点:在不同的编程模型中不必考虑线程模型问题。

   Jeffer Richter说:事实上,EAP必须为引发的所有进度报告和完成事件分配从EventArgs派生的对象......。看到这句话的感觉还是和上句话差不多:被代表了。 对于这段话,我认为有必要从几个角度来表达我的观点:

  进度报告:我想问一句:ASP.NET编程模型下进度报告有什么意义,或者说如何实现?在我今天演示的示例代码中,我一直没演示进度报告吧?事实上,我的包装类中根本就不提供这个功能,只提供了完成事件的功能。再说,为什么需要进度报告?因为桌面程序需要,它们为了能让程序拥有更好的用户体验。当然也可以不提供进度报告嘛,大不了让用户守在电脑面前傻等就是了,这样还会有性能损失吗?当然没有,但是用户可能会骂人......。

   性能损失:MyAysncClient是对一个更底层的静态方法调用的封装。我也很明白:有封装就有性能的损失。但我想:一次异步任务也就只通知一次,性能损失能有多大?而且明知道有性能损失,我为什么还要封装呢?只为一个很简单的理由:使用起来更容易!

   对象的回收问题:如果按照Jeffer Richter的说法,多创建这几个对象就让GC为难的话,会让我对.NET失去信心,连ASP.NET也不敢用了,因为要知道.NET的世界是完全面向对象的世界,一次WEB请求的处理过程中,ASP.NET不知道要创建多少个对象,我真的数不清楚。

   Jeffer Richter说:如果在登记事件处理方法之前调用XxxAsync方法,......。看到这里,我笑了。显然,大牛是非常讨厌EAP模式的。EAP是使用了事件,这个错误的调用顺序问题如果是EAP的错,那么.NET的事件模式就是个错误的设计。大牛说这句真是不负责任嘛。

   Jeffer Richter说:“EAP的错误处理和系统的其余部分也不一致,首先,异步不会抛出。在你的事件处理方法中,必须查询;AsyncCompletedEventArgs的Exception属性,看它是不是null ......” 看到这句话,我突然想到:一个月前在同事的桌上看到Jeffery Zhao 在【2010第二届.NET技术与IT管理技术大会 的一个 The Evolution of Async Programming on .NET Platform】培训PPT,代码大致是这样写的:

class XxxCompletedEventArgs : EventArgs {
    Exception
Error { get; }
    TResult Result {
get; }
}

  所以,我怀疑:Jeffer Richter认为EAP模式在完成时的事件中,异常也结果也是这样分开来处理的!

  大家不妨回想一下,回到Jeffery Richter所说的APM模式下,我们为了能得到异步调用的结果,去调用End方法,结果呢,如果异步在处理时,有异常发生了,此时会抛出来。是的,我也同意使用这种方式来明确的告之调用者:此时没有结果,只有异常。

  我们还是再来看一下我前面一直使用的一段代码:

void client_OnCallCompleted(object sender, MyAysncClient<string, string>.CallCompletedEventArgs e)
{
    
if( e.Error == null )
        labMessage.Text
= string.Format("{0} => {1}", e.UserState, e.Result);
    
else
        labMessage.Text
= string.Format("{0} => Error: {1}", e.UserState, e.Error.Message);
}

   表面上看,这段代码确实有Jeffer Richter所说的问题:有异常不会主动抛出。

  这里有必要说明一下:有异常不主动抛出,而是依赖于调用者判断返回结果的设计方式,是不符合.NET设计规范的。那我如果把代码写成下面的这样呢?

void client_OnCallCompleted(object sender, MyAysncClient<string, string>.CallCompletedEventArgs e)
{
    
try {
        labMessage.Text
= string.Format("{0} => {1}", e.UserState, e.Result);
    }
    
catch( Exception ex ) {
        labMessage.Text
= string.Format("{0} => Error: {1}", e.UserState, ex.Message);
    }
}

   什么,您不认为我直接访问e.Result,不会出现异常吗?

  再来看一下,我写的事件参数类型吧,看看我是如何做的:

public class CallCompletedEventArgs : AsyncCompletedEventArgs
{
    
private TOut _result;

    
public CallCompletedEventArgs(TOut result, Exception e, bool canceled, object state)
        : base(e, canceled, state)
    {
        _result
= result;
    }

    
public TOut Result
    {
        
get
        {
            base.RaiseExceptionIfNecessary();
            
return _result;
        }
    }
}

   其中,RaiseExceptionIfNecessary()方法的实现如下(微软实现的):

protected void RaiseExceptionIfNecessary()
{
    
if( this.Error != null ) {
        
throw new TargetInvocationException(SR.GetString("Async_ExceptionOccurred"), this.Error);
    }
    
if( this.Cancelled ) {
        
throw new InvalidOperationException(SR.GetString("Async_OperationCancelled"));
    }
}

   让我们再来看前面的EAP模式中完成事件中的标准处理代码:

void client_OnCallCompleted(object sender, MyAysncClient<string, string>.CallCompletedEventArgs e)
{
    
if( e.Error == null )
        labMessage.Text
= string.Format("{0} => {1}", e.UserState, e.Result);
    
else
        labMessage.Text
= string.Format("{0} => Error: {1}", e.UserState, e.Error.Message);
}

   的确,这种做法对于EAP模式来说:是标准的处理方式:首先要判断this.Error != null ,为什么这个 不规范 的方式会成为标准呢?

  我要再问一句:为什么不用try.....catch这种更规范的处理方式呢?

  显然,我也演示了:EAP模式在获取结果时,也可以支持try.....catch这种方式的。在这里不用它的理由是因为:

  对于if判断这类简单的操作来说,抛异常是个【昂贵】的操作。这种明显可以提高性能的做法,难道有错吗?

  在.net设计规范中,还有Tester-Doer, Try-Parse这二类模式。我想很多人也应该用过的吧,设计它们也是因为性能问题,与EAP的理由是一样的。

  再来总结一下。我的CallCompletedEventArgs类在实现时,有二个关键点:

  一方面,事件类型要从AsyncCompletedEventArgs继承。

   另一方面, 用只读属性返回结果,但在访问前,要调用基类的base.RaiseExceptionIfNecessary();

  这些都是EAP模式中,正确的设计方式。什么是模式?这就是模式。什么是规范?这就是规范!

  我们不能因为错误的设计,或者说,不尊守规范的设计,而造成的缺陷也要怪罪于EAP 。

  结束语

  异步是个很有用的技术,不管是对于桌面程序还是服务程序都是很用意义的。

  不过,相对于同步调用来说,异步也是复杂的,但它的各种使用方式也是很精彩的。

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  因为,我的写作热情也离不开您的肯定支持。

  异步很精彩,故事没讲完,请继续关注我的后续博客。

  谢谢您的阅读。

       上篇博客:【C#客户端的异步操作】

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