一個例子形象的理解非同步和多執行緒的區別
一個例子形象的理解非同步和多執行緒的區別
Talk is cheap, show me the code! 所以，廢話先不說，先上程式碼：
首先寫一個WebAPI介面
/// <summary>
/// 測試介面
/// </summary>
[RoutePrefix("api/test")]
public class TestController : ApiController
{
/// <summary>
/// 測試GET請求
/// </summary>
/// <param name="val">測試參數</param>
[HttpGet]
[Route("TestGet")]
public HttpResponseMessage TestGet(string val)
{
Thread.Sleep(200); //模擬執行耗時操作
return new HttpResponseMessage { Content = new StringContent(val.ToString(), Encoding.UTF8, "text/plain") };
}
}
測試程式碼
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Diagnostics;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading;
using System.Threading.Tasks;
using System.Windows.Forms;
using Utils;
namespace AsyncDemo2
{
public partial class Form1 : Form
{
private int n = 200;
public Form1()
{
InitializeComponent();
Task.Factory.StartNew(() =>
{
while (true)
{
Thread.Sleep(100);
ThreadPool.GetMaxThreads(out int w1, out int c1);
ThreadPool.GetAvailableThreads(out int w2, out int c2);
int w = w1 - w2;
int c = c1 - c2;
label1.BeginInvoke(new Action(() =>
{
label1.Text = string.Format("工作執行緒：{0} 非同步執行緒：{1}", w, c);
}));
}
}, TaskCreationOptions.LongRunning);
}
/// <summary>
/// 日誌輸出
/// </summary>
private void Log(string msg)
{
this.BeginInvoke(new Action(() =>
{
textBox1.AppendText(DateTime.Now.ToString("mm:ss.fff") + "：" + msg + "\r\n");
}));
}
/// <summary>
/// 非同步請求
/// </summary>
private async Task ReqeustAsync(int val)
{
try
{
Log("非同步 開始請求" + val);
string result = await HttpUtil.HttpGetAsync("//localhost:8500/api/test/TestGet?val=" + val);
Log("非同步 返回數據" + result + " 執行緒ID：" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
}
catch (Exception ex)
{
Log("出錯：" + ex.Message);
}
}
/// <summary>
/// 在執行緒中同步請求
/// </summary>
private Task Request(int val)
{
return Task.Run(() =>
{
try
{
Log("同步多執行緒 開始請求" + val);
string result = HttpUtil.HttpGet("//localhost:8500/api/test/TestGet?val=" + val);
Log("同步多執行緒 返回數據" + result + " 執行緒ID：" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
}
catch (Exception ex)
{
Log("出錯：" + ex.Message);
}
});
}
//測試非同步請求
private async void button3_Click(object sender, EventArgs e)
{
textBox1.Text = string.Empty;
Stopwatch sw = new Stopwatch();
List<Task> taskList = new List<Task>();
sw.Start();
for (int i = 0; i < n; i++)
{
Task t = ReqeustAsync(i);
taskList.Add(t);
}
foreach (Task t in taskList)
{
await t;
}
Log(n + "個非同步請求完成，耗時：" + sw.Elapsed.TotalSeconds.ToString("0.000"));
sw.Stop();
}
//測試多執行緒同步請求
private void button4_Click(object sender, EventArgs e)
{
textBox1.Text = string.Empty;
Task.Run(() =>
{
List<Task> taskList = new List<Task>();
Stopwatch sw = new Stopwatch();
sw.Start();
for (int i = 0; i < n; i++)
{
Task t = Request(i);
taskList.Add(t);
}
Task.WaitAll(taskList.ToArray());
Log(n + "個多執行緒同步請求完成，耗時：" + sw.Elapsed.TotalSeconds.ToString("0.000"));
sw.Stop();
});
}
}
}
測試結果
性能差9倍！
把WebAPI介面中模擬執行耗時操作改成1000毫秒再測試，測試結果如下：
性能差10倍！
把Form1.cs構造函數中添加一行ThreadPool.SetMinThreads(20, 20);再測：
設置執行緒池中執行緒的最小數量為20後，性能差距縮小了，性能只差4倍！為什麼？沒有設置執行緒池最小數量時，大約每1秒增加1到2個執行緒，執行緒增加速度太慢了，不影響非同步性能，非同步只需要很少的執行緒數量，但影響多執行緒性能。
把Form1.cs構造函數中程式碼修改成ThreadPool.SetMinThreads(200, 200);再測：
當執行緒池中執行緒數量足夠多時，性能差不多了！
結論
通過這個形象的例子，你體會到非同步的好處了嗎？
有人可能會說，你怎麼不把WebAPI端改成非同步試試？WebAPI端是模擬的操作，在沒有外部操作(IO操作、資料庫操作等)，僅有數據計算時，WebAPI端改成非同步沒區別。
有一個截圖中沒有體驗出來的，測試過程中，對於非同步測試，工作執行緒和非同步執行緒始終為0，我想非同步執行緒應該是變化的，可能只是變化太快，看不出來。而多執行緒測試，測試過程中，我們可以看到工作執行緒的數量是大於0的，維持在一定數量，直到請求完成，也就是說，測試過程中，要佔用一定數量的工作執行緒。
所以結論是什麼？
非同步在執行耗時請求時，不會佔用執行緒，在執行緒池中執行緒數量較少時，非同步的性能比多執行緒好很多，
WebAPI服務端補充說明
上面的測試，服務端我忘了說了，服務端啟動服務前，我加了一行程式碼ThreadPool.SetMinThreads(200, 200);，因為你測試客戶端之前，服務端性能要跟上，不然測了個寂寞。
如果我把這行程式碼刪掉，預熱後，再測：
可以看到差距只有2.5倍了！因為服務端執行緒數量此時是1秒增加1、2個執行緒，服務端性能跟不上，客戶端的非同步請求自然也快不起來。
附
HttpUtil程式碼：
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.IO;
using System.Linq;
using System.Net;
using System.Text;
using System.Threading;
using System.Threading.Tasks;
namespace Utils
{
/// <summary>
/// Http上傳下載文件
/// </summary>
public class HttpUtil
{
/// <summary>
/// HttpGet
/// </summary>
/// <param name="url">url路徑名稱</param>
/// <param name="cookie">cookie</param>
public static async Task<string> HttpGetAsync(string url, CookieContainer cookie = null, WebHeaderCollection headers = null)
{
// 設置參數
HttpWebRequest request = WebRequest.Create(url) as HttpWebRequest;
request.CookieContainer = cookie;
request.Method = "GET";
request.ContentType = "text/plain;charset=utf-8";
request.Timeout = Timeout.Infinite;
if (headers != null)
{
foreach (string key in headers.Keys)
{
request.Headers.Add(key, headers[key]);
}
}
//發送請求並獲取相應回應數據
HttpWebResponse response = (HttpWebResponse)(await request.GetResponseAsync());
//直到request.GetResponse()程式才開始向目標網頁發送Post請求
Stream instream = response.GetResponseStream();
StreamReader sr = new StreamReader(instream, Encoding.UTF8);
//返回結果網頁（html）程式碼
string content = await sr.ReadToEndAsync();
instream.Close();
return content;
}
/// <summary>
/// HttpGet
/// </summary>
/// <param name="url">url路徑名稱</param>
/// <param name="cookie">cookie</param>
public static string HttpGet(string url, CookieContainer cookie = null, WebHeaderCollection headers = null)
{
// 設置參數
HttpWebRequest request = WebRequest.Create(url) as HttpWebRequest;
request.CookieContainer = cookie;
request.Method = "GET";
request.ContentType = "text/plain;charset=utf-8";
request.Timeout = Timeout.Infinite;
if (headers != null)
{
foreach (string key in headers.Keys)
{
request.Headers.Add(key, headers[key]);
}
}
//發送請求並獲取相應回應數據
HttpWebResponse response = (HttpWebResponse)request.GetResponse();
//直到request.GetResponse()程式才開始向目標網頁發送Post請求
Stream instream = response.GetResponseStream();
StreamReader sr = new StreamReader(instream, Encoding.UTF8);
//返回結果網頁（html）程式碼
string content = sr.ReadToEnd();
instream.Close();
return content;
}
}
}
