如何使方法统一等待 - C#

在 C# 中，我们经常会遇到需要等待某个方法执行完毕后再执行下一步操作的情况。如果每个方法都单独处理等待的逻辑，会导致代码重复、冗余并且不易维护。本文将介绍如何使用异步和 await 来实现方法的统一等待，以及针对不同情况下的最佳实践。

1. 使用异步和 await

要使用异步和 await 实现方法的统一等待，我们需要先了解这两个关键字的作用。

异步（async）关键字可以将方法转换为异步方法，使其能够在执行过程中“挂起”，等待某些操作完成后再继续执行。异步方法一般都会返回 Task 或 Task，它们表示异步操作的执行状态和结果。

await 关键字用于等待异步操作完成。当程序执行到 await 关键字时，它会暂停当前方法的执行，等待异步操作完成后再继续执行。

有了异步和 await，我们就可以很方便地实现方法的统一等待了。比如下面的代码实现了两个异步方法的顺序执行：

async Task Main()
{
    await FirstMethodAsync();
    await SecondMethodAsync();
}

async Task FirstMethodAsync()
{
    // 异步操作代码
}

async Task SecondMethodAsync()
{
    // 异步操作代码
}

在上面的代码中，Main 方法首先等待 FirstMethodAsync 完成，然后再等待 SecondMethodAsync 完成。由于这两个方法都是异步的，因此在等待期间不会阻塞主线程的执行。

2. 修改返回类型

如果要统一等待的方法没有返回值，那问题不大，因为可以将其转换为异步方法并使用 await 等待即可。但如果要等待的方法有返回值，就需要进行一些修改了。

对于返回值为 Task 或 Task 的方法，需要在方法前加上 async 修饰符，然后在方法内部使用 await 等待异步操作完成。最后，将方法的返回值修改为需要的类型即可。

对于返回值为普通类型的方法，需要将其转换成返回 Task 或 Task 的异步方法，然后将需要的类型作为 Task 的泛型参数。这个过程可以使用 Task.FromResult 方法完成，该方法可以将任何对象转换成 Task 对象并返回。

下面的代码演示了如何对返回值为 Task 的方法进行修改：

async Task<string> FirstMethodAsync()
{
    // 异步操作代码
    string result = await SomeOtherMethodAsync();
    return result;
}

async Task Main()
{
    string result = await FirstMethodAsync();
    // 处理返回值
}

在上面的代码中，FirstMethodAsync 方法返回一个 Task，表示异步操作的状态和结果。在方法内部，我们使用 await 等待 SomeOtherMethodAsync 方法完成，然后将返回值转换成字符串并返回。

3. 多个异步方法的等待

对于多个异步方法的等待，我们可以使用 Task.WhenAll 方法。该方法可以将多个 Task 对象包装成一个新的 Task 对象，并在所有 Task 完成后返回。

下面的代码演示了如何使用 Task.WhenAll 等待多个异步方法：

async Task Main()
{
    Task[] tasks = { FirstMethodAsync(), SecondMethodAsync(), ThirdMethodAsync() };
    await Task.WhenAll(tasks);
}

async Task FirstMethodAsync()
{
    // 异步操作代码
}

async Task SecondMethodAsync()
{
    // 异步操作代码
}

async Task ThirdMethodAsync()
{
    // 异步操作代码
}

在上面的代码中，我们首先将需要等待的异步方法放入一个 Task 数组中，然后使用 Task.WhenAll 等待它们。当所有方法都完成后，Task.WhenAll 会返回一个新的 Task 对象，表示所有异步操作的状态和结果。

4. 异常处理

在异步编程中，异常处理显得尤为重要。由于异步方法的执行是基于回调的机制，因此如果在异步方法中抛出异常，它很可能会被错误地视为“异步操作已完成”的信号。

为了正确处理异常，我们应该在异步方法内部使用 try-catch 语句捕获异常，并使用 throw 关键字将异常重新抛出。这样，调用方就能正确地处理异常了。

下面的代码演示了如何在异步方法中进行异常处理：

async Task Main()
{
    try
    {
        await FirstMethodAsync();
    }
    catch (Exception ex)
    {
        // 处理异常
    }
}

async Task FirstMethodAsync()
{
    try
    {
        // 异步操作代码
    }
    catch (Exception ex)
    {
        throw;
    }
}

在上面的代码中，我们在 Main 方法中调用 FirstMethodAsync，并使用 try-catch 捕获异常。在 FirstMethodAsync 方法中，我们也使用 try-catch 捕获异常，并使用 throw 将异常重新抛出。

总结

本文介绍了如何在 C# 中使用异步和 await 来实现方法的统一等待，并分享了一些针对不同情况下的最佳实践。在进行异步编程时，我们应该注重异常处理，防止出现不可预料的情况。