详细解读ASP.NET的异步

在前文中，介绍了.NET下的多种异步的形式，在WEB程序中，天生就是多线程的，因此使用异步应该更为谨慎。本文将着重展开ASP.NET中的异步。

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【注意】本文中提到的异步指的是服务器端异步，而非客户端异步（Ajax）。

对于HTTP的请求响应模型，服务器无法主动通知或回调客户端，当客户端发起一个请求后，必须保持连接等待服务器的返回结果，才能继续处理，因此，对于客户端来说，请求与响应是无法异步进行，也就是说无论服务器如何处理请求，对于客户端来说没有任何差别。

那么ASP.NET异步指的又是什么，解决了什么问题呢？

在解释ASP.NET异步前，先来考察下ASP.NET线程模型。

ASP.NET线程模型

我们知道，一个WEB服务可以同时服务器多个用户，我们可以想象一下，WEB程序应该运行于多线程环境中，对于运行WEB程序的线程，我们可以称之为WEB线程，那么，先来看看WEB线程长什么样子吧。

我们可以用一个HttpHandler输出一些内容。

 
 
 
 
      
  
  
  
  1. public class Handler : IHttpHandler  
    2.   
  
  
  
  2. {  
    3.   
  
  
  
  3.  
    4.   
  
  
  
  4.     public void ProcessRequest(HttpContext context)  
    5.   
  
  
  
  5.     {  
    6.   
  
  
  
  6.         context.Response.ContentType = "text/plain";  
    7.   
  
  
  
  7.         var thread = Thread.CurrentThread;  
    8.   
  
  
  
  8.         context.Response.Write(  
    9.   
  
  
  
  9.             string.Format("Name:{0}\r\nManagedThreadId:{1}\r\nIsBackground:{2}\r\nIsThreadPoolThread:{3}",   
    10.   
  
  
  
  10.                 thread.Name,  
    11.   
  
  
  
  11.                 thread.ManagedThreadId,  
    12.   
  
  
  
  12.                 thread.IsBackground,  
    13.   
  
  
  
  13.                 thread.IsThreadPoolThread)  
    14.   
  
  
  
  14.             );  
    15.   
  
  
  
  15.     }  
    16.   
  
  
  
  16.  
    17.   
  
  
  
  17.     public bool IsReusable  
    18.   
  
  
  
  18.     {  
    19.   
  
  
  
  19.         get {return true;}  
    20.   
  
  
  
  20.     }  
    21.   
  
  
  
  21. } 
    22.

你可以看到类似于这样的结果：

Name:

ManagedThreadId:57

IsBackground:True

IsThreadPoolThread:True

这里可以看到，WEB线程是一个没有名称的线程池中的线程，如果刷新这个页面，还有机会看到 ManagedThreadId 在不断变化，并且可能重复出现。说明WEB程序有机会运行于线程池中的不同线程。

为了模拟多用户并发访问的情况，我们需要对这个处理程序添加人为的延时，并输出线程相关信息与开始结束时间，再通过客户端程序同时发起多个请求，查看返回的内容，分析请求的处理情况。

 
 
 
 
      
  
  
  
  1. public void ProcessRequest(HttpContext context)  
    2.   
  
  
  
  2. {  
    3.   
  
  
  
  3.     DateTime begin = DateTime.Now;  
    4.   
  
  
  
  4.     int t1, t2, t3;  
    5.   
  
  
  
  5.     ThreadPool.GetAvailableThreads(out t1, out t3);  
    6.   
  
  
  
  6.     ThreadPool.GetMaxThreads(out t2, out t3);  
    7.   
  
  
  
  7.     Thread.Sleep(TimeSpan.FromSeconds(10));  
    8.   
  
  
  
  8.     DateTime end = DateTime.Now;  
    9.   
  
  
  
  9.     context.Response.ContentType = "text/plain";  
    10.   
  
  
  
  10.     var thread = Thread.CurrentThread;  
    11.   
  
  
  
  11.     context.Response.Write(  
    12.   
  
  
  
  12.         string.Format("TId:{0}\tApp:{1}\tBegin:{2:mm:ss,ffff}\tEnd:{3:mm:ss,ffff}\tTPool：{4}",   
    13.   
  
  
  
  13.             thread.ManagedThreadId,  
    14.   
  
  
  
  14.             context.ApplicationInstance.GetHashCode(),  
    15.   
  
  
  
  15.             begin,  
    16.   
  
  
  
  16.             end,  
    17.   
  
  
  
  17.             t2 - t1  
    18.   
  
  
  
  18.             )  
    19.   
  
  
  
  19.         );  
    20.   
  
  
  
  20. } 
    21.

我们用一个命令行程序来发起请求，并显示结果。

 
 
 
 
      
  
  
  
  1. static void Main()  
    2.   
  
  
  
  2. {  
    3.   
  
  
  
  3.     var url = new Uri("http://localhost:8012/Handler.ashx");  
    4.   
  
  
  
  4.     var num = 50;  
    5.   
  
  
  
  5.     for (int i = 0; i < num; i++)  
    6.   
  
  
  
  6.     {  
    7.   
  
  
  
  7.         var request = WebRequest.Create(url);  
    8.   
  
  
  
  8.         request.GetResponseAsync().ContinueWith(t =>  
    9.   
  
  
  
  9.         {  
    10.   
  
  
  
  10.             var stream = t.Result.GetResponseStream();  
    11.   
  
  
  
  11.             using (TextReader tr = new StreamReader(stream))  
    12.   
  
  
  
  12.             {  
    13.   
  
  
  
  13.                 Console.WriteLine(tr.ReadToEnd());  
    14.   
  
  
  
  14.             }  
    15.   
  
  
  
  15.         });  
    16.   
  
  
  
  16.     }  
    17.   
  
  
  
  17.     Console.ReadLine();  
    18.   
  
  
  
  18. } 
    19.

这里，我们同时发起了50个请求，然后观察响应的情况。

【注意】后面的结果会因为操作系统、IIS版本、管道模式、.NET版本、配置项 的不同而不同，以下结果为在Windows Server 2008 R2 + IIS7.5 + .NET 4.5 beta(.NET 4 runtime) + 默认配置 中测试的结果，在没有特别说明的情况下，均为重启IIS后第一次运行的情况。
这个程序在我的电脑运行结果是这样的：

 
 
 
 
      
  
  
  
  1. TId:6   App:35898671    Begin:55:30,3176        End:55:40,3182  TPool:2  
    2.   
  
  
  
  2. TId:5   App:22288629    Begin:55:30,3176        End:55:40,3212  TPool:2  
    3.   
  
  
  
  3. TId:7   App:12549444    Begin:55:31,0426        End:55:41,0432  TPool:3  
    4.   
  
  
  
  4. TId:8   App:22008501    Begin:55:31,5747        End:55:41,5752  TPool:4  
    5.   
  
  
  
  5. TId:9   App:37121646    Begin:55:32,1067        End:55:42,1073  TPool:5  
    6.   
  
  
  
  6. TId:10  App:33156464    Begin:55:32,6387        End:55:42,6393  TPool:6  
    7.   
  
  
  
  7. TId:11  App:7995840     Begin:55:33,1707        End:55:43,1713  TPool:7  
    8.   
  
  
  
  8. TId:12  App:36610825    Begin:55:33,7028        End:55:43,7033  TPool:8  
    9.   
  
  
  
  9. TId:13  App:20554616    Begin:55:34,2048        End:55:44,2054  TPool:9  
    10.   
  
  
  
  10. TId:14  App:15510466    Begin:55:35,2069        End:55:45,2074  TPool:10  
    11.   
  
  
  
  11. TId:15  App:23324256    Begin:55:36,2049        End:55:46,2055  TPool:11  
    12.   
  
  
  
  12. TId:16  App:34250480    Begin:55:37,2050        End:55:47,2055  TPool:12  
    13.   
  
  
  
  13. TId:17  App:58408916    Begin:55:38,2050        End:55:48,2056  TPool:13  
    14.   
  
  
  
  14. TId:18  App:2348279     Begin:55:39,2051        End:55:49,2057  TPool:14  
    15.   
  
  
  
  15. TId:19  App:61669314    Begin:55:40,2051        End:55:50,2057  TPool:15  
    16.   
  
  
  
  16. TId:6   App:35898671    Begin:55:40,3212        End:55:50,3217  TPool:15  
    17.   
  
  
  
  17. TId:5   App:22288629    Begin:55:40,3232        End:55:50,3237  TPool:15  
    18.   
  
  
  
  18. TId:7   App:12549444    Begin:55:41,0432        End:55:51,0438  TPool:15  
    19.   
  
  
  
  19. TId:8   App:22008501    Begin:55:41,5752        End:55:51,5758  TPool:15  
    20.   
  
  
  
  20. TId:9   App:37121646    Begin:55:42,1073        End:55:52,1078  TPool:15  
    21.   
  
  
  
  21. TId:10  App:33156464    Begin:55:42,6393        End:55:52,6399  TPool:15  
    22.   
  
  
  
  22. TId:11  App:7995840     Begin:55:43,1713        End:55:53,1719  TPool:15  
    23.   
  
  
  
  23. TId:12  App:36610825    Begin:55:43,7043        End:55:53,7049  TPool:15  
    24.   
  
  
  
  24. TId:13  App:20554616    Begin:55:44,2054        End:55:54,2059  TPool:15  
    25.   
  
  
  
  25. TId:20  App:36865354    Begin:55:45,2074        End:55:55,2080  TPool:16  
    26.   
  
  
  
  26. TId:14  App:15510466    Begin:55:45,2084        End:55:55,2090  TPool:16  
    27.   
  
  
  
  27. TId:21  App:3196068     Begin:55:46,2055        End:55:56,2061  TPool:17  
    28.   
  
  
  
  28. TId:15  App:23324256    Begin:55:46,2065        End:55:56,2071  TPool:17  
    29.   
  
  
  
  29. TId:22  App:4186222     Begin:55:47,2055        End:55:57,2061  TPool:18  
    30.   
  
  
  
  30. TId:16  App:34250480    Begin:55:47,2065        End:55:57,2071  TPool:18  
    31.   
  
  
  
  31. TId:23  App:764807      Begin:55:48,2046        End:55:58,2052  TPool:19  
    32.   
  
  
  
  32. TId:17  App:58408916    Begin:55:48,2056        End:55:58,2062  TPool:19  
    33.   
  
  
  
  33. TId:24  App:10479095    Begin:55:49,2047        End:55:59,2052  TPool:20  
    34.   
  
  
  
  34. TId:18  App:2348279     Begin:55:49,2057        End:55:59,2062  TPool:20  
    35.   
  
  
  
  35. TId:25  App:4684807     Begin:55:50,2047        End:56:00,2053  TPool:21  
    36.   
  
  
  
  36. TId:19  App:61669314    Begin:55:50,2057        End:56:00,2063  TPool:21  
    37.   
  
  
  
  37. TId:6   App:35898671    Begin:55:50,3227        End:56:00,3233  TPool:21  
    38.   
  
  
  
  38. TId:5   App:22288629    Begin:55:50,3237        End:56:00,3243  TPool:21  
    39.   
  
  
  
  39. TId:7   App:12549444    Begin:55:51,0438        End:56:01,0443  TPool:21  
    40.   
  
  
  
  40. TId:8   App:22008501    Begin:55:51,5758        End:56:01,5764  TPool:21  
    41.   
  
  
  
  41. TId:9   App:37121646    Begin:55:52,1078        End:56:02,1084  TPool:21  
    42.   
  
  
  
  42. TId:10  App:33156464    Begin:55:52,6399        End:56:02,6404  TPool:21  
    43.   
  
  
  
  43. TId:11  App:7995840     Begin:55:53,1719        End:56:03,1725  TPool:21  
    44.   
  
  
  
  44. TId:26  App:41662089    Begin:55:53,7049        End:56:03,7055  TPool:22  
    45.   
  
  
  
  45. TId:12  App:36610825    Begin:55:53,7059        End:56:03,7065  TPool:22  
    46.   
  
  
  
  46. TId:13  App:20554616    Begin:55:54,2069        End:56:04,2075  TPool:22  
    47.   
  
  
  
  47. TId:27  App:46338128    Begin:55:55,2070        End:56:05,2076  TPool:23  
    48.   
  
  
  
  48. TId:14  App:15510466    Begin:55:55,2090        End:56:05,2096  TPool:23  
    49.   
  
  
  
  49. TId:20  App:36865354    Begin:55:55,2090        End:56:05,2096  TPool:23  
    50.   
  
  
  
  50. TId:28  App:28975576    Begin:55:56,2051        End:56:06,2056  TPool:24 
    51.

从这个结果大概可以看出，开始两个请求几乎同时开始处理，因为线程池最小线程数为2（可配置），紧接着后面的请求会每隔半秒钟开始一个，因为如果池中的线程都忙，会等待半秒（.NET版本不同而不同），如果还是没有线程释放则开启新的线程，直到达到最大线程数（可配置）。未能在线程池中处理的请求将被放入请求队列，当一个线程释放后，下一个请求紧接着开始在该线程处理。

最终50个请求共产生24个线程，总用时约35.9秒。

光看数据不够形象，用简单的代码把数据转换成图形吧，下面是100个请求的处理过程。

我们可以看到，当WEB线程长时间被占用时，请求会由于线程池而阻塞，同时产生大量的线程，最终响应时间变长。

作为对比，我们列出处理时间10毫秒的数据。

 
 
 
 
      
  
  
  
  1. TId:6   App:44665200    Begin:41:07,9932        End:41:08,0032  TPool:2  
    2.   
  
  
  
  2. TId:5   App:37489757    Begin:41:07,9932        End:41:08,0032  TPool:2  
    3.   
  
  
  
  3. TId:5   App:44665200    Begin:41:08,0042        End:41:08,0142  TPool:2  
    4.   
  
  
  
  4. TId:6   App:37489757    Begin:41:08,0052        End:41:08,0152  TPool:2  
    5.   
  
  
  
  5. TId:5   App:44665200    Begin:41:08,0142        End:41:08,0242  TPool:2  
    6.   
  
  
  
  6. TId:6   App:37489757    Begin:41:08,0152        End:41:08,0252  TPool:2  
    7.   
  
  
  
  7. TId:5   App:44665200    Begin:41:08,0242        End:41:08,0342  TPool:2  
    8.   
  
  
  
  8. TId:6   App:37489757    Begin:41:08,0252        End:41:08,0352  TPool:2  
    9.   
  
  
  
  9. TId:5   App:44665200    Begin:41:08,0342        End:41:08,0442  TPool:2  
    10.   
  
  
  
  10. TId:6   App:37489757    Begin:41:08,0352        End:41:08,0452  TPool:2  
    11.   
  
  
  
  11. TId:5   App:44665200    Begin:41:08,0442        End:41:08,0542  TPool:2  
    12.   
  
  
  
  12. TId:6   App:37489757    Begin:41:08,0452        End:41:08,0552  TPool:2  
    13.   
  
  
  
  13. TId:5   App:44665200    Begin:41:08,0542        End:41:08,0642  TPool:2  
    14.   
  
  
  
  14. TId:6   App:37489757    Begin:41:08,0552        End:41:08,0652  TPool:2  
    15.   
  
  
  
  15. TId:5   App:44665200    Begin:41:08,0642        End:41:08,0742  TPool:2  
    16.   
  
  
  
  16. TId:6   App:37489757    Begin:41:08,0652        End:41:08,0752  TPool:2  
    17.   
  
  
  
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    18.   
  
  
  
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    19.   
  
  
  
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    20.   
  
  
  
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    21.   
  
  
  
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    22.   
  
  
  
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    23.   
  
  
  
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    24.   
  
  
  
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    25.   
  
  
  
  25. TId:5   App:44665200    Begin:41:08,1142        End:41:08,1242  TPool:2  
    26.   
  
  
  
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    27.   
  
  
  
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    28.   
  
  
  
  28. TId:6   App:37489757    Begin:41:08,1252        End:41:08,1352  TPool:2  
    29.   
  
  
  
  29. TId:5   App:44665200    Begin:41:08,1342        End:41:08,1442  TPool:2  
    30.   
  
  
  
  30. TId:6   App:37489757    Begin:41:08,1352        End:41:08,1452  TPool:2  
    31.   
  
  
  
  31. TId:5   App:44665200    Begin:41:08,1442        End:41:08,1542  TPool:2  
    32.   
  
  
  
  32. TId:6   App:37489757    Begin:41:08,1452        End:41:08,1552  TPool:2  
    33.   
  
  
  
  33. TId:5   App:44665200    Begin:41:08,1542        End:41:08,1642  TPool:2  
    34.   
  
  
  
  34. TId:6   App:37489757    Begin:41:08,1552        End:41:08,1652  TPool:2  
    35.   
  
  
  
  35. TId:5   App:44665200    Begin:41:08,1642        End:41:08,1742  TPool:2  
    36.   
  
  
  
  36. TId:6   App:37489757    Begin:41:08,1652        End:41:08,1752  TPool:2  
    37.   
  
  
  
  37. TId:5   App:44665200    Begin:41:08,1742        End:41:08,1842  TPool:3  
    38.   
  
  
  
  38. TId:7   App:12547953    Begin:41:08,1752        End:41:08,1852  TPool:3  
    39.   
  
  
  
  39. TId:6   App:37489757    Begin:41:08,1762        End:41:08,1862  TPool:3  
    40.   
  
  
  
  40. TId:5   App:44665200    Begin:41:08,1842        End:41:08,1942  TPool:3  
    41.   
  
  
  
  41. TId:7   App:12547953    Begin:41:08,1852        End:41:08,1952  TPool:3  
    42.   
  
  
  
  42. TId:6   App:37489757    Begin:41:08,1862        End:41:08,1962  TPool:3  
    43.   
  
  
  
  43. TId:5   App:44665200    Begin:41:08,1942        End:41:08,2042  TPool:3  
    44.   
  
  
  
  44. TId:7   App:12547953    Begin:41:08,1952        End:41:08,2092  TPool:3  
    45.   
  
  
  
  45. TId:6   App:37489757    Begin:41:08,1962        End:41:08,2102  TPool:3  
    46.   
  
  
  
  46. TId:5   App:44665200    Begin:41:08,2052        End:41:08,2152  TPool:3  
    47.   
  
  
  
  47. TId:7   App:12547953    Begin:41:08,2092        End:41:08,2192  TPool:3  
    48.   
  
  
  
  48. TId:6   App:37489757    Begin:41:08,2102        End:41:08,2202  TPool:3  
    49.   
  
  
  
  49. TId:5   App:44665200    Begin:41:08,2152        End:41:08,2252  TPool:3  
    50.   
  
  
  
  50. TId:7   App:12547953    Begin:41:08,2192        End:41:08,2292  TPool:3 
    51.

共产生线程3个，总用时0.236秒。

根据以上的数据，我们可以得出结论，要提高系统响应时间与并发处理数，应尽可能减少WEB线程的等待。

【略】请各位自行查验当一次并发全部处理完毕后再次测试的处理情况。

【略】请各位自行查验当处理程序中使用线程池处理等待任务的处理情况。

如何减少WEB线程的等待呢，那就应该尽早的结果ProcessRequest方法，前一篇中讲到，对于一些需要等待完成的任务，可以使用异步方法来做，于是我们可以在ProcessRequest中调用异步方法，但问题是当ProcessRequest结束后，请求处理也即将结束，一但请求结束，将没有办法在这一次请求中返回结果给客户端，但是此时，异步任务还没有完成，当异步任务完成时，也许再也没有办法将结果传给客户端了。（难道用轮询？囧）

 我们需要的方案是，处理请求时可以暂停处理（不是暂停线程），并保持客户端连接，在需要时，向客户端输出结果，并结束请求。

在这个模型中，可以看到，对于WebServerRuntime来说，我们的请求处理程序就是一个异步方法，而对于客户端来说，却并不知道后面的处理情况。无论在WebServerRuntime或是我们的处理程序，都没有直接占用线程，一切由何时SetComplete决定。同时可以看到，这种模式需要WebServerRuntime的紧密配合，提供调用异步方法的接口。在ASP.NET中，这个接口就是IHttpAsyncHandler。

异步ASP.NET处理程序

首先，我们来实现第一个异步处理程序，在适当的时候触发结束，在开始和结束时输出一些信息。

 
 
 
 
      
  
  
  
  1. public class Handler : IHttpHandler, IHttpAsyncHandler  
    2.   
  
  
  
  2. {  
    3.   
  
  
  
  3.     public void ProcessRequest(HttpContext context)  
    4.   
  
  
  
  4.     {  
    5.   
  
  
  
  5.         //异步处理器不执行该方法  
    6.   
  
  
  
  6.     }  
    7.   
  
  
  
  7.  
    8.   
  
  
  
  8.     public bool IsReusable  
    9.   
  
  
  
  9.     {  
    10.   
  
  
  
  10.         //设置允许重用对象  
    11.   
  
  
  
  11.         get { return false; }  
    12.   
  
  
  
  12.     }  
    13.   
  
  
  
  13.       
    14.   
  
  
  
  14.     //请求开始时由ASP.NET调用此方法  
    15.   
  
  
  
  15.     public IAsyncResult BeginProcessRequest(HttpContext context, AsyncCallback cb, object extraData)  
    16.   
  
  
  
  16.     {  
    17.   
  
  
  
  17.         context.Response.ContentType = "text/xml";  
    18.   
  
  
  
  18.         context.Response.Write("App:");  
    19.   
  
  
  
  19.         context.Response.Write(context.ApplicationInstance.GetHashCode());  
    20.   
  
  
  
  20.         context.Response.Write("\tBegin:");  
    21.   
  
  
  
  21.         context.Response.Write(DateTime.Now.ToString("mm:ss,ffff"));  
    22.   
  
  
  
  22.         //输出当前线程  
    23.   
  
  
  
  23.         context.Response.Write("\tThreadId:");  
    24.   
  
  
  
  24.         context.Response.Write(Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);  
    25.   
  
  
  
  25.         //构建异步结果并返回  
    26.   
  
  
  
  26.         var result = new WebAsyncResult(cb, context);  
    27.   
  
  
  
  27.         //用一个定时器来模拟异步触发完成  
    28.   
  
  
  
  28.         Timer timer = null;  
    29.   
  
  
  
  29.         timer = new Timer(o =>  
    30.   
  
  
  
  30.         {  
    31.   
  
  
  
  31.             result.SetComplete();  
    32.   
  
  
  
  32.             timer.Dispose();  
    33.   
  
  
  
  33.         }, null, TimeSpan.FromSeconds(5), TimeSpan.FromSeconds(5));  
    34.   
  
  
  
  34.         return result;  
    35.   
  
  
  
  35.     }  
    36.   
  
  
  
  36.  
    37.   
  
  
  
  37.     //异步结束时，由ASP.NET调用此方法  
    38.   
  
  
  
  38.     public void EndProcessRequest(IAsyncResult result)  
    39.   
  
  
  
  39.     {  
    40.   
  
  
  
  40.         WebAsyncResult webresult = (WebAsyncResult)result;  
    41.   
  
  
  
  41.         webresult.Context.Response.Write("\tEnd:");  
    42.   
  
  
  
  42.         webresult.Context.Response.Write(DateTime.Now.ToString("mm:ss,ffff"));  
    43.   
  
  
  
  43.         //输出当前线程  
    44.   
  
  
  
  44.         webresult.Context.Response.Write("\tThreadId:");  
    45.   
  
  
  
  45.         webresult.Context.Response.Write(Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);  
    46.   
  
  
  
  46.     }  
    47.   
  
  
  
  47.  
    48.   
  
  
  
  48.     //WEB异步方法结果  
    49.   
  
  
  
  49.     class WebAsyncResult : IAsyncResult  
    50.   
  
  
  
  50.     {  
    51.   
  
  
  
  51.         private AsyncCallback _callback;  
    52.   
  
  
  
  52.  
    53.   
  
  
  
  53.         public WebAsyncResult(AsyncCallback cb, HttpContext context)  
    54.   
  
  
  
  54.         {  
    55.   
  
  
  
  55.             Context = context;  
    56.   
  
  
  
  56.             _callback = cb;  
    57.   
  
  
  
  57.         }  
    58.   
  
  
  
  58.  
    59.   
  
  
  
  59.         //当异步完成时调用该方法  
    60.   
  
  
  
  60.         public void SetComplete()  
    61.   
  
  
  
  61.         {  
    62.   
  
  
  
  62.             IsCompleted = true;  
    63.   
  
  
  
  63.             if (_callback != null)  
    64.   
  
  
  
  64.             {  
    65.   
  
  
  
  65.                 _callback(this);  
    66.   
  
  
  
  66.             }  
    67.   
  
  
  
  67.         }  
    68.   
  
  
  
  68.  
    69.   
  
  
  
  69.         public HttpContext Context  
    70.   
  
  
  
  70.         {  
    71.   
  
  
  
  71.             get;  
    72.   
  
  
  
  72.             private set;  
    73.   
  
  
  
  73.         }  
    74.   
  
  
  
  74.  
    75.   
  
  
  
  75.         public object AsyncState  
    76.   
  
  
  
  76.         {  
    77.   
  
  
  
  77.             get { return null; }  
    78.   
  
  
  
  78.         }  
    79.   
  
  
  
  79.  
    80.   
  
  
  
  80.         //由于ASP.NET不会等待WEB异步方法，所以不使用此对象  
    81.   
  
  
  
  81.         public WaitHandle AsyncWaitHandle  
    82.   
  
  
  
  82.         {  
    83.   
  
  
  
  83.             get { throw new NotImplementedException(); }  
    84.   
  
  
  
  84.         }  
    85.   
  
  
  
  85.  
    86.   
  
  
  
  86.         public bool CompletedSynchronously  
    87.   
  
  
  
  87.         {  
    88.   
  
  
  
  88.             get { return false; }  
    89.   
  
  
  
  89.         }  
    90.   
  
  
  
  90.  
    91.   
  
  
  
  91.         public bool IsCompleted  
    92.   
  
  
  
  92.         {  
    93.   
  
  
  
  93.             get;  
    94.   
  
  
  
  94.             private set;  
    95.   
  
  
  
  95.         }  
    96.   
  
  
  
  96.     }  
    97.   
  
  
  
  97. } 
    98.

在这里，我们实现了一个简单的AsyncResult，由于ASP.NET通过回调方法获取异步完成，不会等待异步，所以不需要WaitHandle。在开始请求时，建立一个AsyncResult后直接返回，当异步完成时，调用AsyncResult的SetComplete方法，调用回调方法，再由 ASP.NET调用异步结束。此时整个请求即完成。

当我们访问这个地址，可以得到类似于下面的结果：

App:11240144 Begin:37:24,2676 ThreadId:6 End:37:29,2619 ThreadId:6

可以看到开始和结束在同一个线程中运行。

当有多个并发请求时，线程池将忙碌起来，开始与结束处理也奖有机会运行于不同的线程上。50个请求并发时的处理数据：

 
 
 
 
      
  
  
  
  1. App:52307948    Begin:39:47,8128        ThreadId:6      End:39:52,8231  ThreadId:5  
    2.   
  
  
  
  2. App:58766839    Begin:39:47,8358        ThreadId:5      End:39:52,8321  ThreadId:7  
    3.   
  
  
  
  3. App:23825510    Begin:39:47,8348        ThreadId:5      End:39:52,8321  ThreadId:7  
    4.   
  
  
  
  4. App:30480920    Begin:39:47,8348        ThreadId:5      End:39:52,8321  ThreadId:7  
    5.   
  
  
  
  5. App:62301924    Begin:39:47,8348        ThreadId:6      End:39:52,8321  ThreadId:6  
    6.   
  
  
  
  6. App:28062782    Begin:39:47,8338        ThreadId:5      End:39:52,8321  ThreadId:6  
    7.   
  
  
  
  7. App:41488021    Begin:39:47,8338        ThreadId:6      End:39:52,8321  ThreadId:7  
    8.   
  
  
  
  8. App:15315213    Begin:39:47,8338        ThreadId:6      End:39:52,8321  ThreadId:6  
    9.   
  
  
  
  9. App:17228638    Begin:39:47,8328        ThreadId:5      End:39:52,8321  ThreadId:7  
    10.   
  
  
  
  10. App:51438283    Begin:39:47,8328        ThreadId:6      End:39:52,8321  ThreadId:6  
    11.   
  
  
  
  11. App:32901400    Begin:39:47,8328        ThreadId:5      End:39:52,8321  ThreadId:7  
    12.   
  
  
  
  12. App:61925337    Begin:39:47,8358        ThreadId:6      End:39:52,8321  ThreadId:6  
    13.   
  
  
  
  13. App:24914721    Begin:39:47,8318        ThreadId:6      End:39:52,8321  ThreadId:6  
    14.   
  
  
  
  14. App:26314214    Begin:39:47,8318        ThreadId:6      End:39:52,8321  ThreadId:6  
    15.   
  
  
  
  15. App:51004322    Begin:39:47,8358        ThreadId:6      End:39:52,8321  ThreadId:6  
    16.   
  
  
  
  16. App:51484875    Begin:39:47,8308        ThreadId:5      End:39:52,8321  ThreadId:7  
    17.   
  
  
  
  17. App:19420176    Begin:39:47,8308        ThreadId:6      End:39:52,8321  ThreadId:6  
    18.   
  
  
  
  18. App:16868352    Begin:39:47,8298        ThreadId:6      End:39:52,8321  ThreadId:7  
    19.   
  
  
  
  19. App:61115195    Begin:39:47,8298        ThreadId:5      End:39:52,8321  ThreadId:6  
    20.   
  
  
  
  20. App:63062333    Begin:39:47,8288        ThreadId:6      End:39:52,8321  ThreadId:6  
    21.   
  
  
  
  21. App:53447344    Begin:39:47,8298        ThreadId:5      End:39:52,8321  ThreadId:7  
    22.   
  
  
  
  22. App:31665793    Begin:39:47,8288        ThreadId:5      End:39:52,8321  ThreadId:7  
    23.   
  
  
  
  23. App:2174563     Begin:39:47,8288        ThreadId:6      End:39:52,8321  ThreadId:6  
    24.   
  
  
  
  24. App:12053474    Begin:39:47,8318        ThreadId:5      End:39:52,8321  ThreadId:7  
    25.   
  
  
  
  25. App:41728762    Begin:39:47,8278        ThreadId:6      End:39:52,8321  ThreadId:6  
    26.   
  
  
  
  26. App:6385742     Begin:39:47,8278        ThreadId:5      End:39:52,8321  ThreadId:7  
    27.   
  
  
  
  27. App:13009416    Begin:39:47,8268        ThreadId:6      End:39:52,8321  ThreadId:6  
    28.   
  
  
  
  28. App:43205102    Begin:39:47,8268        ThreadId:5      End:39:52,8321  ThreadId:7  
    29.   
  
  
  
  29. App:14333193    Begin:39:47,8268        ThreadId:6      End:39:52,8321  ThreadId:6  
    30.   
  
  
  
  30. App:2808346     Begin:39:47,8258        ThreadId:6      End:39:52,8321  ThreadId:6  
    31.   
  
  
  
  31. App:37489757    Begin:39:47,8128        ThreadId:5      End:39:52,8231  ThreadId:6  
    32.   
  
  
  
  32. App:34106743    Begin:39:47,8258        ThreadId:5      End:39:52,8321  ThreadId:7  
    33.   
  
  
  
  33. App:30180123    Begin:39:47,8248        ThreadId:6      End:39:52,8321  ThreadId:6  
    34.   
  
  
  
  34. App:44313942    Begin:39:47,8248        ThreadId:5      End:39:52,8321  ThreadId:7  
    35.   
  
  
  
  35. App:12611187    Begin:39:47,8248        ThreadId:6      End:39:52,8321  ThreadId:6  
    36.   
  
  
  
  36. App:7141266     Begin:39:47,8238        ThreadId:5      End:39:52,8321  ThreadId:7  
    37.   
  
  
  
  37. App:25425822    Begin:39:47,8278        ThreadId:5      End:39:52,8321  ThreadId:7  
    38.   
  
  
  
  38. App:51288387    Begin:39:47,8238        ThreadId:5      End:39:52,8321  ThreadId:7  
    39.   
  
  
  
  39. App:66166301    Begin:39:47,8228        ThreadId:6      End:39:52,8321  ThreadId:6  
    40.   
  
  
  
  40. App:34678979    Begin:39:47,8228        ThreadId:6      End:39:52,8321  ThreadId:7  
    41.   
  
  
  
  41. App:10104599    Begin:39:47,8218        ThreadId:5      End:39:52,8321  ThreadId:6  
    42.   
  
  
  
  42. App:47362231    Begin:39:47,8258        ThreadId:5      End:39:52,8321  ThreadId:7  
    43.   
  
  
  
  43. App:40535505    Begin:39:47,8218        ThreadId:6      End:39:52,8321  ThreadId:7  
    44.   
  
  
  
  44. App:20726372    Begin:39:47,8368        ThreadId:5      End:39:52,8321  ThreadId:5  
    45.   
  
  
  
  45. App:2730334     Begin:39:47,8368        ThreadId:6      End:39:52,8321  ThreadId:6  
    46.   
  
  
  
  46. App:59884855    Begin:39:47,8368        ThreadId:5      End:39:52,8321  ThreadId:7  
    47.   
  
  
  
  47. App:39774547    Begin:39:47,8238        ThreadId:6      End:39:52,8321  ThreadId:6  
    48.   
  
  
  
  48. App:12070837    Begin:39:47,8378        ThreadId:6      End:39:52,8491  ThreadId:7  
    49.   
  
  
  
  49. App:64828693    Begin:39:47,8218        ThreadId:5      End:39:52,8331  ThreadId:6  
    50.   
  
  
  
  50. App:14509978    Begin:39:47,9308        ThreadId:6      End:39:52,9281  ThreadId:5 
    51.

可以看到，从始至终只由3个线程处理所有的请求，总共时间约5.12秒。

为简化分析，我们用下面的图来示意异步处理程序的并发处理过程。

这样，我们就可以通过异步的方式，将WEB线程撤底释放出来。由WEB线程进行请求的接收与结束处理，耗时的操作与等待都进行异步处理。这样少量的WEB线程就可以承受大量的并发请求，WEB线程将不再成为系统的瓶颈。

在大并发的异步模式下，和前面的数据相比较，可以看到HttpApplication的对象数量随并发处理数提高而提高，随之带来的一系列数据结构，如 HttpHandler缓存，是需要考虑的内存开销。同时，在异步模式下，请求的完成需要编程的方式来控制，在触发完成前，客户端连接、 HttpContext对象都保持活动状态，客户端也一直保持等待，直到超时。因此，异步模式下需要更细致的资源操作。

我们来看ASP.NET异步 的典型应用场景。

场景一：处理过程中有需要等待的任务，并且可以使用异步完成的。

 
 
 
 
      
  
  
  
  1. //同步方法  
    2.   
  
  
  
  2. public void ProcessRequest(HttpContext context)  
    3.   
  
  
  
  3. {  
    4.   
  
  
  
  4.     FileStream fs = new FileStream("", FileMode.Open, FileAccess.Read, FileShare.ReadWrite, 4096, FileOptions.Asynchronous);  
    5.   
  
  
  
  5.     fs.CopyTo(context.Response.OutputStream);  
    6.   
  
  
  
  6. }  
    7.   
  
  
  
  7.       
    8.   
  
  
  
  8. //异步方法开始  
    9.   
  
  
  
  9. public IAsyncResult BeginProcessRequest(HttpContext context, AsyncCallback cb, object extraData)  
    10.   
  
  
  
  10. {  
    11.   
  
  
  
  11.     FileStream fs = new FileStream("D:\\a.txt", FileMode.Open, FileAccess.Read, FileShare.ReadWrite, 4096, FileOptions.Asynchronous);  
    12.   
  
  
  
  12.     var task = fs.CopyToAsync(context.Response.OutputStream);  
    13.   
  
  
  
  13.     task.GetAwaiter().OnCompleted(() => cb(task));  
    14.   
  
  
  
  14.     return task;  
    15.   
  
  
  
  15. }  
    16.   
  
  
  
  16.  
    17.   
  
  
  
  17. //异步方法结束  
    18.   
  
  
  
  18. public void EndProcessRequest(IAsyncResult result)  
    19.   
  
  
  
  19. {  
    20.   
  
  
  
  20. } 
    21.

这个处理程序读取服务器的文件并输出到客户端。

 
 
 
 
      
  
  
  
  1. //同步方法  
    2.   
  
  
  
  2. public void ProcessRequest(HttpContext context)  
    3.   
  
  
  
  3. {  
    4.   
  
  
  
  4.     var url = context.Request.QueryString["url"];  
    5.   
  
  
  
  5.     var request = (HttpWebRequest)WebRequest.Create(url);  
    6.   
  
  
  
  6.     var response = request.GetResponse();  
    7.   
  
  
  
  7.     var stream = response.GetResponseStream();  
    8.   
  
  
  
  8.     stream.CopyTo(context.Response.OutputStream);  
    9.   
  
  
  
  9. }  
    10.   
  
  
  
  10.       
    11.   
  
  
  
  11. //异步方法开始  
    12.   
  
  
  
  12. public IAsyncResult BeginProcessRequest(HttpContext context, AsyncCallback cb, object extraData)  
    13.   
  
  
  
  13. {  
    14.   
  
  
  
  14.     //构建异步结果并返回  
    15.   
  
  
  
  15.     var result = new WebAsyncResult(cb, context);  
    16.   
  
  
  
  16.  
    17.   
  
  
  
  17.     var url = context.Request.QueryString["url"];  
    18.   
  
  
  
  18.     var request = (HttpWebRequest)WebRequest.Create(url);  
    19.   
  
  
  
  19.     var responseTask = request.GetResponseAsync();  
    20.   
  
  
  
  20.     responseTask.GetAwaiter().OnCompleted(() =>  
    21.   
  
  
  
  21.     {  
    22.   
  
  
  
  22.         var stream = responseTask.Result.GetResponseStream();  
    23.   
  
  
  
  23.         stream.CopyToAsync(context.Response.OutputStream).GetAwaiter().OnCompleted(() =>  
    24.   
  
  
  
  24.         {  
    25.   
  
  
  
  25.             result.SetComplete();  
    26.   
  
  
  
  26.         });  
    27.   
  
  
  
  27.     });  
    28.   
  
  
  
  28.  
    29.   
  
  
  
  29.     return result;  
    30.   
  
  
  
  30. }  
    31.   
  
  
  
  31.  
    32.   
  
  
  
  32. //异步方法结束  
    33.   
  
  
  
  33. public void EndProcessRequest(IAsyncResult result)  
    34.   
  
  
  
  34. {  
    35.   
  
  
  
  35. } 
    36.

这是一个简单的代理，服务器获取WEB资源后写回。

在这类程序中，我们提供的异步处理程序调用了IOCP异步方法，使得大量节省了WEB线程的占用，相比同步处理程序来说，并发量会得到相当大的提升。

【注意】前面提到，由于WEB线程属于线程池线程，因此，如果在线程池中加入任务，将同样会影响并发处理数。而在异步处理程序中，由线程池来完成异步将得不到任何本质上的提升，因此在异步处理程序中禁止操作线程池（ThreadPool.QueueUserWorkItem、 delegate.BeginInvoke，Task.Run等）。如果确定需要使用多线程来处理大量的计算，需要自己开启线程或实现自己的线程池。

 
 
 
 
      
  
  
  
  1. public IAsyncResult BeginProcessRequest(HttpContext context, AsyncCallback cb, object extraData)  
    2.   
  
  
  
  2. {  
    3.   
  
  
  
  3.     return new Action(() =>  
    4.   
  
  
  
  4.     {  
    5.   
  
  
  
  5.         Thread.Sleep(1000);  
    6.   
  
  
  
  6.         context.Response.Write("OK");  
    7.   
  
  
  
  7.     }).BeginInvoke(cb, extraData);  
    8.   
  
  
  
  8. } 
    9.

上面的代码将无法达到异步的效果。

虽然等待工作交由另一线程去操作，但是该线程与WEB线程性质相同，同样会导致其他请求阻塞。

【思考】如果我们的程序中的确需要有大量的计算，那么可以考虑将这些计算提取到独立的应用服务器中，然后通过网络IOCP异步调用，达到WEB服务器的高吞吐量与系统的平行扩展性。

典型应用场景二：长连

名称栏目：详细解读ASP.NET的异步
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