Når du arbejder med asynkrone operationer i programmering, er det vigtigt at forstå, hvordan man effektivt kan håndtere langvarige operationer. En almindelig fejl, som mange begynder at lave, er at forsøge at starte en opgave på en baggrundstråd. Dette kan virke som en god løsning i starten, men det er ofte ikke den bedste tilgang. Årsagen er, at den kode, der kalder din API, har en langt bedre forståelse af applikationens trådkrav end du har. For eksempel, i webapplikationer er der som regel ikke nogen gevinst ved at bruge tråd-poolen, og det er kun antallet af tråde, som bør optimeres. I stedet for at forsøge at styre tråde selv, skal du overlade det til den kode, der kalder din API, hvis det er nødvendigt.

Når vi taler om asynkrone operationer, støder vi ofte på begrebet "Task". Det er en central del af .NET's Task Asynchronous Pattern (TAP). Men hvad gør man, når den langvarige operation, du ønsker at udføre, ikke allerede findes som en TAP-kompatibel API? I sådanne tilfælde kan du selv oprette en "Puppet Task".

En "Puppet Task" er en opgave, som du selv styrer og kontrollerer. Med dette værktøj kan du skabe en Task, som du kan afslutte på et hvilket som helst tidspunkt, du ønsker, og du kan også sætte en fejl på opgaven ved at kaste en undtagelse, når det er nødvendigt. Denne tilgang bruges ofte, når du skal oprette en opgave, der ikke nødvendigvis relaterer sig til et netværkskald eller en databaseoperation, men måske blot et brugerinput eller en brugergrænsefladeoperation.

Et typisk eksempel kunne være at indkapsle en brugerprompt, hvor du beder brugeren om en form for samtykke. Lad os sige, at du har brug for en metode, der returnerer en Task og venter på, at brugeren giver samtykke. Her kunne du bruge en asynkron metode til at afbryde UI-tråden og give kontrol til visningen af dialogboksen.

Koden, der bruges til at oprette en sådan "Puppet Task", kunne se således ud:

csharp
private Task GetUserPermission() {


    // Opret en TaskCompletionSource, så vi kan returnere en Puppet Task
    TaskCompletionSource<bool> tcs = new TaskCompletionSource<bool>();
    // Opret dialogboksen
    PermissionDialog dialog = new PermissionDialog();
    // Når dialogen lukkes, afslut opgaven ved at sætte resultatet
    dialog.Closed += delegate { tcs.SetResult(dialog.PermissionGranted); };
    // Vis dialogboksen
    dialog.Show();
    // Returner den Puppet Task, som endnu ikke er afsluttet
    return tcs.Task;
}

I dette eksempel opretter vi en TaskCompletionSource, som gør det muligt at generere en opgave, som vi selv styrer. Bemærk, at metoden ikke er markeret som async, fordi vi manuelt opretter en Task, og vi ønsker ikke, at kompilatoren automatisk genererer en for os. TaskCompletionSource opretter opgaven, og vi kan senere afslutte den ved hjælp af SetResult, når dialogboksen er lukket og brugeren har givet samtykke.

Når vi følger TAP, kan kaldende kode blot vente på resultatet af opgaven, som i dette tilfælde vil være brugerens samtykke:

csharp
if (await GetUserPermission()) {
    // Brugersamtykke er givet
}

En lille irritation ved denne tilgang er, at der ikke findes en ikke-generisk version af TaskCompletionSource. Dog, fordi Task er en underklasse af Task<T>, kan du bruge TaskCompletionSource<T> hvor som helst, du ønsker at bruge en Task, og den returnerede Task er helt gyldig.

En vigtig pointe at huske på, når du arbejder med asynkrone operationer og TaskCompletionSource, er at du altid bør sørge for, at koden, der kalder din API, forstår de trådkrav, der er nødvendige for den operation, der udføres. For eksempel kan visse UI-operasjoner kræve, at du sikrer, at tråden, der viser dialogboksen, har den nødvendige adgang til UI-tråden. Dette er en af de centrale grunde til, at det er bedre at lade den kaldende kode styre trådingen, i stedet for at forsøge at gøre det i din API.

Den største styrke ved at bruge en "Puppet Task" er, at den giver dig fleksibilitet til at håndtere enhver form for langvarig operation på en effektiv måde, uden at du nødvendigvis er bundet til en bestemt asynkron metode. Det giver dig mulighed for at udnytte asynkrone operationer, selv når du arbejder med brugergrænsefladen eller når du implementerer dine egne asynkrone mønstre.

Det er også vigtigt at overveje, at TaskCompletionSource kan bruges til at håndtere flere former for opgaver, der ikke nødvendigvis involverer netværk eller I/O, men som stadig kræver asynkrone operationer. Ved at udnytte dette mønster kan du sikre, at din applikation forbliver effektiv og reagerende, samtidig med at du gør det lettere at håndtere brugerinput og andre tidtagende processer.

Hvordan og Hvornår Skal await Bruges i Asynkrone Metoder?

Asynkrone metoder i C# er kraftfulde værktøjer til at forbedre applikationers ydeevne, især når man arbejder med I/O-operationer, netværksanmodninger eller langvarige beregninger. Den primære funktion i asynkrone metoder er at frigive tråden, mens opgaven udføres i baggrunden, hvilket gør det muligt for programmet at fortsætte med andre operationer uden at vente på, at den lange opgave er færdig. En vigtig del af denne proces er brugen af await, som markerer, at en metode skal vente på, at en opgave (Task) bliver færdig, før den fortsætter. Men der er særlige situationer, hvor await ikke bør anvendes, og det er vigtigt at forstå disse begrænsninger for at undgå uønskede konsekvenser i programmet.

Når en metode er asynkron og bruger await, sker der en vigtig operation i baggrunden: en synkronisering af konteksten. Dette sikrer, at metoden kan fortsætte på den korrekte tråd, især i UI-applikationer, hvor tråden skal være den samme for at opdatere brugergrænsefladen. Der er flere typer af kontekster, der kan blive fanget og gendannet, når metoden bliver genoptaget, herunder ExecutionContext, SecurityContext, og CallContext. Disse kontekster kan være afgørende for applikationens funktion, især når der er behov for at håndtere sikkerhedsdata eller opretholde en bestemt brugeridentitet. At forstå og kontrollere disse kontekster er vigtigt for at undgå præstationsproblemer, som kan opstå, når der gendannes kontekst for hver asynkron operation.

Undtagelser og Usikker Kode

Der er visse situationer, hvor await ikke bør anvendes, fordi det kan føre til problemer i kodefløjen. Et klassisk eksempel er brugen af await i catch- eller finally-blokke. Mens det er tilladt at bruge await i en try-blok, kan brugen i en catch- eller finally-blok føre til uforudsigelige resultater, da undtagelser stadig er i færd med at blive håndteret, og stakken kan ændre sig, når opgaven genoptages. Dette kan gøre det svært at forudsige undtagelsens adfærd og kan føre til uventede fejl i programmet. I stedet for at bruge await i disse blokke, kan man overveje at vente med at kalde await indtil efter håndteringen af undtagelsen.

En anden situation, hvor await ikke bør anvendes, er når der arbejdes med låse (locks). Låse bruges til at sikre, at kun én tråd får adgang til en ressource ad gangen. Hvis en metode er asynkron, og der er risiko for, at tråden kan blive frigivet og senere genoptaget på en anden tråd, vil det ikke være sikkert at holde en lås under hele den asynkrone operation. Dette kan føre til problemer med samtidighed og deadlocks. Hvis det er nødvendigt at beskytte en ressource mod samtidig adgang, kan man overveje at skrive en mere ekspllicit kode, der anvender låse før og efter den asynkrone operation, eller bruge et eksternt bibliotek, der håndterer samtidighed for dig.

LINQ og Asynkrone Metoder

En anden begrænsning ved await opstår, når man arbejder med LINQ-forespørgsler. LINQ gør det muligt at skrive deklarative forespørgsler, der kan filtrere, transformere og gruppere data. Disse forespørgsler kan køres på .NET-samlinger eller oversættes til databaseforespørgsler. Når man bruger LINQ, kan await dog ikke bruges direkte i forespørgselsudtryk, da disse omdannes til lambda-udtryk, som ikke kan markeres som async uden at skabe kompleksitet og potentielt forvirring i koden. Det anbefales i stedet at bruge LINQ-metoder som Where og Select sammen med asynkrone lambda-udtryk, som kan markeres som async for at anvende await.

Håndtering af Undtagelser i Asynkrone Metoder

I asynkrone metoder er exception-håndtering meget lig den, der anvendes i synkrone metoder. Når en asynkron opgave afsluttes, vil Task-objektet afsløre, om opgaven har lykkedes eller fejlet. Hvis opgaven mislykkedes, vil undtagelsen blive kastet på det sted, hvor opgaven blev ventet på (dvs. der, hvor await blev anvendt). I .NET 4.5 er en ny funktion blevet tilføjet, kaldet ExceptionDispatchInfo, som gør det muligt at fange og genkaste undtagelser med den korrekte staksporing. Dette gør det lettere at arbejde med undtagelser i asynkrone metoder og sikrer, at fejl håndteres på samme måde, som de ville blive i en synkron metode.

Det er vigtigt at forstå, hvordan undtagelser bliver håndteret i asynkrone metoder, især når flere opgaver køres samtidig. Hvis en undtagelse opstår i en asynkron opgave og ikke fanges, vil den blive indkapslet i den Task, som opgaven returnerer, og vil blive kastet, når Task'en bliver ventet på. Dette betyder, at exception-håndtering i asynkrone metoder fungerer på samme måde som i synkrone metoder, men der er subtile forskelle, som kræver opmærksomhed. Det er også vigtigt at huske, at undtagelser i asynkrone metoder kan blive fanget og håndteret på forskellige tidspunkter afhængigt af, hvordan opgaven og undtagelsen bliver propagateret gennem koden.

Hvordan kan du blive en succesfuld havearbejder?
Hvordan Smartphones, Spil og Sociale Medier Trækker Os Ind I Afhængighed
Hvordan fungerede landgaver og rettigheder i det tidlige middelalderlige Indien?