.NET 8 中的异步编程 - 常见陷阱和推荐做法

概述：在现代 .NET 开发领域，async/await 范例是高效异步编程的基石。我们应该意识到，.NET 框架每年都在发展，因此，它的组件和异步编程机制也是如此。因此，我们需要保持更新以保持我们的应用程序效率。.NET 8 中的异步编程 - 常见陷阱和推荐做法另外，请注意，其中一些见解来自经验，而另一些则来自其他开发人员和社区。如果您有任何提示，请将其添加到评论中，以便我们分享这些知识。此探索的灵感来自 Brandon Minnick 在 2023 年哥本哈根 DevFest 上的深刻见解，深入探讨了与 .NET 8 中异步/等待相关的细微最佳实践和常见陷阱。每个概念都通过 C# 代码示例和说明

在现代 .NET 开发领域，async/await 范例是高效异步编程的基石。我们应该意识到，.NET 框架每年都在发展，因此，它的组件和异步编程机制也是如此。因此，我们需要保持更新以保持我们的应用程序效率。

另外，请注意，其中一些见解来自经验，而另一些则来自其他开发人员和社区。如果您有任何提示，请将其添加到评论中，以便我们分享这些知识。

此探索的灵感来自 Brandon Minnick 在 2023 年哥本哈根 DevFest 上的深刻见解，深入探讨了与 .NET 8 中异步/等待相关的细微最佳实践和常见陷阱。

每个概念都通过 C# 代码示例和说明进行阐述，旨在为新手和经验丰富的开发人员提供全面的理解。

非阻塞呼叫的必要性

在异步编程中，避免阻塞调用对于防止死锁和确保应用程序的响应能力至关重要。

非阻塞呼叫的必要性

利用。Result 会同步阻塞调用线程，直到任务完成，这可能会导致死锁。相比之下，await 异步等待任务完成，从而保持应用程序的响应能力和流畅性。

使用 ConfigureAwait 进行优化

在非 UI 上下文中明智地使用 ConfigureAwait（false）可以通过减少不必要的上下文切换来显著提高性能。

使用 ConfigureAwait 进行优化

在更高版本中，由于异步处理效率更高，减少了对 ConfigureAwait（false）的需求，尤其是在 ASP.NET Core 等服务器端应用程序中。但是，它仍然与库代码和某些应用程序类型相关。默认同步上下文在 .NET Core 中更宽松，可减少服务器端代码中的死锁，但在桌面应用程序和复杂的线程方案中，对同步上下文的感知仍然很重要。

这些更改的影响因应用程序类型而异。例如，服务器端应用程序（如 ASP.NET Core），由于非限制性同步上下文，不太可能需要 ConfigureAwait（false）。桌面应用程序（如 Windows 窗体、WPF）更有可能受到同步上下文的影响，尤其是在与异步代码中的 UI 元素交互时。

Async/Await 中可靠的异常处理

使用 async/await 在异步 C# 方法中实现有效的异常处理是应用程序稳定性的关键。首先将异步调用包含在 try-catch 块中，以管理潜在的异常。

始终将 await 语句放在 try 块中，以允许从异步方法捕获异常。在不等待的情况下处理任务时请注意 AggregateException，此异常类型在等待任务时会自动解包，从而揭示底层异常。此外，记录所有异常以进行调试，并维护可靠的日志记录策略，以便在生产环境中进行问题诊断。

Async/Await 中可靠的异常处理

（可选）包含用于执行必要代码的 finally 块，而不考虑是否发生异常，例如资源清理。如果异步操作很长，请考虑使用 CancellationToken 添加取消支持。此方法可确保 C# 应用程序中的可靠、可维护且可复原的异步操作。

取消令牌和增强响应能力

在异步方法中实现取消令牌是一种最佳实践，它提供了一种取消长时间运行或不必要的操作的机制，从而增强了应用程序的动态性。

取消令牌和增强响应能力

取消令牌提供了一种取消正在进行的异步操作的响应方式，从而更好地控制应用程序的流和资源管理。

具有异步可枚举的高效流式处理

在 C# 中使用 IAsyncEnumerable 创建高效的流式处理解决方案涉及实现返回 IAsyncEnumerable<T> 的方法，其中 T 是要流式处理的数据类型。此方法特别适用于希望在数据流可用时异步处理数据流的方案，例如从文件、数据库或网络流中读取数据流。

下面是一个实际示例，我们使用 IAsyncEnumerable 异步流式传输数据。在此示例中，假设我们正在从随时间更新的日志文件中流式传输行。

具有异步可枚举的高效流式处理

IAsyncEnumerable 和 await foreach 促进了流数据的高效处理，允许在每个项目可用时立即进行处理，从而提高异步操作中的数据处理效率。

ValueTask：快速操作工具

在 ValueTask 和 Task 之间进行选择可能会影响性能，尤其是在方法经常同步完成的方案中。

ValueTask：快速操作工具

ValueTask 是一个结构体，在方法通常同步完成的方案中，它提供了 Task 的更有效的替代方案，从而减少了与任务管理相关的开销。

好了，现在的问题是，何时在 C# 中使用 ValueTask 和 Task 之间进行选择是基于性能考虑，尤其是在方法返回可能同步或异步提供的结果的情况下。以下是有关何时使用每种方法的指南：

在以下情况下使用任务：

该方法执行固有异步的操作（如 I/O 操作）。Task 非常适合这些情况。
如果异步操作的结果将被多次等待。
如果该方法涉及以顺序或复杂方式等待的多个异步操作。

在以下情况下使用 ValueTask：

该方法在某些情况下可能同步完成，但在其他情况下则异步完成。在这些方案中，ValueTask 效率更高，因为它在方法同步完成时会减少分配。
当性能至关重要且需要最大程度地减少内存分配时。ValueTask 在分配方面可以更有效，尤其是在能够使用 ValueTask<TResult 的情况下>其中 TResult 是一种值类型。
如果异步操作的结果只等待一次。