C# 异步流
介绍
在 C# 中,异步编程是一种处理长时间运行操作的方式,而异步流(Async Streams)则是异步编程的扩展,允许我们以异步的方式处理数据流。异步流特别适用于处理大量数据或需要等待数据到达的场景,例如从网络或数据库中读取数据。
C# 8.0 引入了异步流,通过 IAsyncEnumerable<T>
接口和 await foreach
语法,我们可以轻松地处理异步数据流。
异步流的基本概念
IAsyncEnumerable<T>
接口
IAsyncEnumerable<T>
是一个异步版本的 IEnumerable<T>
,它允许我们以异步的方式枚举数据流。与 IEnumerable<T>
不同,IAsyncEnumerable<T>
的 MoveNextAsync
方法返回一个 Task<bool>
,表示是否还有更多的数据可以异步获取。
await foreach
语法
await foreach
是用于遍历 IAsyncEnumerable<T>
的语法。它允许我们在每次迭代时异步等待下一个数据项。
代码示例
以下是一个简单的异步流示例,展示了如何生成和消费异步流。
csharp
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Threading.Tasks;
class Program
{
static async Task Main(string[] args)
{
await foreach (var number in GenerateNumbersAsync())
{
Console.WriteLine(number);
}
}
static async IAsyncEnumerable<int> GenerateNumbersAsync()
{
for (int i = 0; i < 10; i++)
{
await Task.Delay(100); // 模拟异步操作
yield return i;
}
}
}
输出:
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
在这个示例中,GenerateNumbersAsync
方法返回一个 IAsyncEnumerable<int>
,它每秒生成一个数字。Main
方法使用 await foreach
来异步遍历这些数字并打印出来。
实际应用场景
从数据库中读取数据
假设我们有一个数据库,其中包含大量数据。我们可以使用异步流来逐步读取数据,而不是一次性将所有数据加载到内存中。
csharp
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Threading.Tasks;
class Program
{
static async Task Main(string[] args)
{
await foreach (var record in ReadRecordsFromDatabaseAsync())
{
Console.WriteLine(record);
}
}
static async IAsyncEnumerable<string> ReadRecordsFromDatabaseAsync()
{
// 模拟从数据库中读取数据
for (int i = 0; i < 100; i++)
{
await Task.Delay(100); // 模拟异步操作
yield return $"Record {i}";
}
}
}
输出:
Record 0
Record 1
Record 2
...
Record 99
处理实时数据流
异步流还可以用于处理实时数据流,例如从传感器或网络接收数据。
csharp
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Threading.Tasks;
class Program
{
static async Task Main(string[] args)
{
await foreach (var data in ReceiveRealTimeDataAsync())
{
Console.WriteLine($"Received: {data}");
}
}
static async IAsyncEnumerable<string> ReceiveRealTimeDataAsync()
{
while (true)
{
await Task.Delay(500); // 模拟异步操作
yield return $"Data at {DateTime.Now}";
}
}
}
输出:
Received: Data at 10/15/2023 12:00:00 PM
Received: Data at 10/15/2023 12:00:01 PM
Received: Data at 10/15/2023 12:00:02 PM
...
总结
异步流是 C# 中处理异步数据流的强大工具,特别适用于处理大量数据或需要等待数据到达的场景。通过 IAsyncEnumerable<T>
和 await foreach
,我们可以轻松地生成和消费异步流。
附加资源
练习
- 修改
GenerateNumbersAsync
方法,使其生成斐波那契数列。 - 创建一个异步流,模拟从 API 中分页获取数据,并打印每一页的内容。