Cara menggunakan pengaturcaraan tak segerak untuk meningkatkan prestasi dalam C#

Cara menggunakan pengaturcaraan tak segerak dalam C# untuk meningkatkan prestasi

Pengenalan:
Dalam pembangunan perisian moden, prestasi adalah faktor yang sangat kritikal. Meningkatkan prestasi aplikasi membantu meningkatkan pengalaman pengguna sambil mengurangkan penggunaan sumber dan meningkatkan kebolehskalaan sistem. Dalam C#, menggunakan pengaturcaraan tak segerak adalah cara biasa untuk meningkatkan prestasi. Artikel ini menerangkan cara menggunakan pengaturcaraan tak segerak dalam C# untuk meningkatkan prestasi dan menyediakan contoh kod khusus.

1. Mengapa menggunakan pengaturcaraan tak segerak

Dalam pengaturcaraan segerak tradisional, apabila program menjalankan operasi yang memakan masa, utas utama akan disekat, menyebabkan antara muka pengguna menjadi tidak bertindak balas. Keadaan ini amat ketara dalam senario konkurensi tinggi yang mengendalikan sejumlah besar permintaan pengguna. Pengaturcaraan tak segerak meningkatkan prestasi dan kelajuan tindak balas program dengan meletakkan operasi yang memakan masa dalam utas berasingan supaya utas utama boleh terus melaksanakan tugas lain.

2. Gunakan kaedah asynchronous untuk operasi IO

Asynchronous programming dalam C# terutamanya dilaksanakan melalui kaedah tak segerak. Kaedah tak segerak boleh digunakan untuk melaksanakan operasi IO, operasi intensif CPU, dsb. Seterusnya, kami mengambil operasi IO sebagai contoh untuk memperkenalkan cara menggunakan kaedah tak segerak untuk meningkatkan prestasi.

1. Gunakan kata kunci Tugas dan async/tunggu

C# 5.0 memperkenalkan kata kunci Task dan async/tunggu, menjadikannya lebih mudah untuk menulis kod tak segerak. Berikut ialah contoh menggunakan kaedah tak segerak untuk membaca fail:

public async Task<string> ReadFileAsync(string filePath)
{
    using (StreamReader reader = new StreamReader(filePath))
    {
        return await reader.ReadToEndAsync();
    }
}

Dalam kod di atas, kaedah yang diubah suai dengan kata kunci tak segerak boleh menggunakan kata kunci tunggu untuk menunggu operasi tak segerak selesai. Tugas mewakili hasil operasi tak segerak. Melalui kaedah asynchronous, apabila kaedah ReadFileAsync dipanggil, utas utama tidak akan disekat dan boleh terus melaksanakan tugas lain.

2. Melaksanakan berbilang operasi tak segerak secara selari

Apabila memproses berbilang operasi IO, gunakan kaedah tak segerak untuk melaksanakan operasi ini secara serentak untuk meningkatkan prestasi. Berikut ialah contoh menggunakan kaedah tak segerak untuk membaca berbilang fail secara selari:

public async Task<string[]> ReadMultipleFilesAsync(string[] filePaths)
{
    List<Task<string>> tasks = new List<Task<string>>();

    foreach (var filePath in filePaths)
    {
        tasks.Add(ReadFileAsync(filePath));
    }

    return await Task.WhenAll(tasks);
}

Dalam kod di atas, kaedah Task.WhenAll digunakan untuk menggabungkan berbilang operasi tak segerak menjadi satu tugas, dan kemudian kata kunci await digunakan untuk menunggu semua tugas yang perlu diselesaikan. Ini membolehkan berbilang operasi IO dilakukan secara selari, meningkatkan prestasi.

3. Gunakan kaedah tak segerak untuk akses pangkalan data

Kaedah tak segerak bukan sahaja sesuai untuk operasi IO, tetapi juga boleh digunakan untuk akses pangkalan data dan situasi lain. Berikut ialah contoh menggunakan kaedah tak segerak untuk melaksanakan pertanyaan pangkalan data:

public async Task<List<User>> GetUsersAsync()
{
    using (var dbContext = new MyDbContext())
    {
        return await dbContext.Users.ToListAsync();
    }
}

Dalam kod di atas, kaedah sambungan Rangka Kerja Entiti ToListAsync digunakan untuk melaksanakan operasi pertanyaan pangkalan data tak segerak. Melalui kaedah tak segerak, operasi pangkalan data boleh dibuat tanpa menyekat utas utama, meningkatkan prestasi program dan kelajuan tindak balas.

4. Gunakan kumpulan benang untuk operasi intensif CPU

Pengaturcaraan tak segerak bukan sahaja sesuai untuk operasi IO, tetapi juga boleh digunakan untuk operasi intensif CPU, seperti pemprosesan imej, pengiraan data, dsb. Dalam kes ini, anda boleh menggunakan kumpulan benang untuk melakukan operasi tak segerak untuk mengelak daripada menyekat benang utama.

Berikut ialah contoh menggunakan kumpulan benang untuk melaksanakan tugasan intensif pengiraan:

public async Task<int> CalculateAsync(int x, int y)
{
    return await Task.Run(() => Calculate(x, y));
}

private int Calculate(int x, int y)
{
    // 执行复杂的计算操作
    return x + y;
}

Dalam kod di atas, gunakan kaedah Task.Run untuk meletakkan kaedah Kira ke dalam kumpulan benang untuk pelaksanaan, dan kemudian gunakan tunggu kata kunci untuk menunggu keputusan pengiraan. Melalui kaedah tak segerak dan kumpulan benang, kuasa pengkomputeran pemproses berbilang teras boleh digunakan dengan berkesan untuk meningkatkan prestasi.

Kesimpulan:
Menggunakan pengaturcaraan tak segerak boleh meningkatkan prestasi aplikasi C#, membolehkan utas utama terus melaksanakan tugas lain dan mengelak daripada menyekat. Melalui kaedah tak segerak dan kata kunci tunggu, anda boleh memudahkan penulisan kod pengaturcaraan tak segerak. Dalam senario seperti pemprosesan operasi IO, akses pangkalan data dan operasi intensif CPU, menggunakan pengaturcaraan tak segerak boleh meningkatkan prestasi dan kelajuan tindak balas aplikasi dengan berkesan.

Bahan rujukan:

1. Microsoft Docs Pengaturcaraan Asynchronous dalam C# https://docs.microsoft.com/en-us/dotnet/standard/async-in-depth
2. Cai Xiaozhi C# Programming . https://www.cnblogs.com/caism/archive/2012/11/26/2781158.html

(bilangan perkataan: 1500 patah perkataan)

Atas ialah kandungan terperinci Cara menggunakan pengaturcaraan tak segerak untuk meningkatkan prestasi dalam C#. Untuk maklumat lanjut, sila ikut artikel berkaitan lain di laman web China PHP!