了解IAsyncResult

　　現在我們已經了解，EndInvoke可以給我們提供傳出參數與更新后的ref參數；也可以向我們導出異步函數中的異常信息。例如，我們使用BeginInvoke調用了異步函數Sleep，它開始執行。之后調用EndInvoke，可以獲取Sleep何時執行完成。但如果我們在Sleep執行完成20分鐘后，才去調用EndInvoke呢？EndInvoke仍然會給我們提供傳出值及異步中的異常(假如產生了異常)，那么這些信息到底存儲在哪里？EndInvoke如何在函數執行如此久之后仍然能夠調用這些返回值？答案就在于IAsyncResult對象。EndInvoke每次在執行后，都會調用一個該對象作為參數，它包括以下信息：

　　●  異步函數是否已經完成

　　●  對調用了BeginInvoke方法的委托的引用

　　●  所有的傳出參數及它們的值

　　●  所有的ref參數及它們的更新值

　　●  函數的返回值

　　●  異步函數產生的異常

　　IAsyncResult看起來空無一物，這是因為它僅僅是一個包含了若干屬性的接口；而實際上，它是一個System.Runtime.Remoting.Messaging.AsyncResult對象。

　　如果我們在編譯器運行期間監視tag的狀態，就會發現，AsyncResult對象下包含類型為System.Runtime.Remoting.Messaging.ReturnMessage的對象。點開它，就會發現這個標簽中包含的所有的異步函數的執行信息！

使用Callback委托：好萊塢原則”不要聯系我，我會聯系你”

　　目前為止，我們需要了解如何傳遞參數、如何捕捉異常；了解我們的異步方法其實是執行在線程池中的某個具體線程對象中。唯一未涉及到的就是如何在異步函數執行完成后得到通知。畢竟，阻塞調用線程等待函數結束的做法始終差強人意。為了實現這個目的，我們必須為BeginInvoke函數提供一個Callback委托。觀察一下兩個函數：

private void CallSleepWithoutOutAndRefParameterWithCallback()
{
// 創建幾個參數
string strParam = "Param1";
int intValue = 100;
ArrayList list = new ArrayList();
list.Add("Item1");

// 創建委托對象
DelegateWithParameters delSleep =
new DelegateWithParameters(FuncWithParameters);

delSleep.BeginInvoke(out intValue, strParam, ref list, new AsyncCallback(CallBack), null);
}

private void CallBack(IAsyncResult tag)
{
// 我們的int參數標記了out，因此此處不能定義初始值
int intOutputValue;
ArrayList list = null;

// IAsyncResult實際上就是AsyncResult對象，
// 取得它也就可以從中取得用于調用函數的委托對象
AsyncResult result = (AsyncResult)tag;

// 取得委托
DelegateWithParameters del = (DelegateWithParameters)result.AsyncDelegate;

// 取得委托后，我們需要在其上執行EndInvoke。
// 這樣就可以取得函數中的執行結果。
string strReturnValue = del.EndInvoke(out intOutputValue, ref list, tag);

Trace.WriteLine(strReturnValue);
}

　　在這里，我們向BeginInvoke傳遞了Callback回調函數。這樣.NET就可以在FuncWithParameters()執行完后調用Callback函數。在之前，我們已經了解到，必須使用EndInvoke來取得函數的執行結果，注意上面為了使用EndInvoke，我們使用了一些特殊操作來取得delegate對象。

　　// IAsyncResult實際上就是AsyncResult對象，
// 取得它也就可以從中取得用于調用函數的委托對象
AsyncResult result = (AsyncResult)tag;

// 取得委托
DelegateWithParameters del = (DelegateWithParameters)result.AsyncDelegate;

最后一個問題：回調函數執行在什么線程？

　　總而言之，Callback函數(回調函數)是.NET通過我們的委托對象來實現調用的。我們可能會希望得到一個更清晰的畫面：回調函數究竟執行在那個線程？為了達到這個目的：我們在函數中加入線程日志。

private string FuncWithParameters(out int param1, string param2, ref ArrayList param3)
{
// 記錄線程信息
Trace.WriteLine("In FuncWithParameters: Thread Pool? "
+ Thread.CurrentThread.IsThreadPoolThread.ToString() +
" Thread Id: " + Thread.CurrentThread.GetHashCode());

// 掛起秒以模擬線程在這里執行了耗時較長的任務
Thread.Sleep(4000);

// 我們在這里改變參數值
param1 = 300;
param2 = "hello";
param3 = new ArrayList();

// 這里執行一些耗時較長的工作
Thread.Sleep(3000);

return "thank you for reading me";
}

private void CallBack(IAsyncResult tag)
{
// 回調函數在什么線程執行？
Trace.WriteLine("In Callback: Thread Pool? "
+ Thread.CurrentThread.IsThreadPoolThread.ToString() +
" Thread Id: " + Thread.CurrentThread.GetHashCode());

// 我們的int參數標記了out，因此此處不能定義初始值
int intOutputValue;
ArrayList list = null;

// IAsyncResult實際上就是AsyncResult對象，
// 取得它也就可以從中取得用于調用函數的委托對象
AsyncResult result = (AsyncResult)tag;

// 取得委托
DelegateWithParameters del = (DelegateWithParameters)result.AsyncDelegate;

// 取得委托后，我們需要在其上執行EndInvoke。
// 這樣就可以取得函數中的執行結果。
string strReturnValue = del.EndInvoke(out intOutputValue, ref list, tag);

Trace.WriteLine(strReturnValue);
}

　　我將CallSleepWithoutOutAndRefParameterWithCallback()函數放在某個窗體按鈕的單擊事件中，并且連續點擊三次，將得到這樣的執行結果：

　　注意FuncWithParameter函數被連續執行了3次，它們依次被執行在相互獨立的線程上，并且這些線程來自于線程池。而他們各自的回調函數也執行在與FuncWithParameter相同的線程中。線程11執行了FuncWithParameter，3秒后，它的回調函數也執行在線程11中，線程12、13也是同樣。這樣，我們可以認為回調函數實際上是異步函數的一種延續。

　　為什么要這樣做？也許是因為這樣我們就不必過多的耗費線程池中的線程，達到線程復用的效果；通過執行在相同的線程，也可以避免不同的線程間傳遞上下文環境帶來的損耗問題。

　　到此為止，我們在Form中執行異步函數，將會得到一個完全不堵塞主線程的異步調用，這就是我們所希望的效果！

應用場景模擬

　　現在我們了解了BeginInvoke、EndInvoke、Callback的使用及特點，如何將他們運用到我們的Win Form程序中，使數據的獲取不再阻塞UI線程，實現異步加載數據的效果？我們現在通過一個具體實例來加以說明。

場景描述：將系統的操作日志從數據庫中查詢出來，并且加載到前端的ListBox控件中。

要求：查詢數據庫的過程是個時間復雜度較高的作業，但我們的窗體在執行查詢時，不允許出現”假死”的情況。

private void button1_Click(object sender, EventArgs e)
{
GetLogDelegate getLogDel = new GetLogDelegate(GetLogs);

getLogDel.BeginInvoke(new AsyncCallback(LogTableCallBack), null);
}

public delegate DataTable GetLogDelegate();

/// <summary>
/// 從數據庫中獲取操作日志，該操作耗費時間較長，
/// 且返回數據量較大，日志記錄可能超過萬條。
/// </summary>
/// <returns></returns>
private DataTable GetLogs()
{
string sql = "select * from ***";
DataSet ds = new DataSet();

using (OracleConnection cn = new OracleConnection(connectionString))
{
cn.Open();

OracleCommand cmd = new OracleCommand(sql, cn);

OracleDataAdapter adapter = new OracleDataAdapter(cmd);
adapter.Fill(ds);
}

return ds.Tables[0];
}

/// <summary>
/// 綁定日志到ListBox控件。
/// </summary>
/// <param name="tag"></param>
private void LogTableCallBack(IAsyncResult tag)
{
AsyncResult result = (AsyncResult)tag;
GetLogDelegate del = (GetLogDelegate)result.AsyncDelegate;

DataTable logTable = del.EndInvoke(tag);

if (this.listBox1.InvokeRequired)
{
this.listBox1.Invoke(new MethodInvoker(delegate()
{
BindLog(logTable);
}));
}
else
{
BindLog(logTable);
}
}

private void BindLog(DataTable logTable)
{
this.listBox1.DataSource = logTable;
}

　　以上代碼在獲取數據時，將不會帶來任何UI線程的阻塞。

總結：

　　寫下本文的主要目的在于總結以非阻塞模式調用函數的方法，我們應當了解以下結論；

　　●  Delegate會對BeginInvoke與EndInvoke的調用生成正確的參數，所有的傳出參數、返回值與異常都可以在EndInvoke中取得。

　　●  不要忘記BeginInvoke是取自線程池中的線程，要注意防止異步任務的數量超過了線程池的線程上限值。

　　●  CallBack委托表示對與異步任務的回調，它將使我們從阻塞的困擾中徹底解脫。

　　●  截止到目前為止，UI線程在處理異步工作時將不再阻塞，而只有在更新UI具體內容時才會發生阻塞。

問題

　　我們將發現，一旦數據量較大，我們的UI線程在裝載這些數據到控件的時候，依然會發生&rdquo;假死”的情況。這是正常的，因為我們只保證了獲取數據與UI線程的獨立性，并沒有保證更新UI帶來的線程忙碌問題，”假死”正是UI線程忙碌帶來的一個用戶感受，如何避免這種情況，下文繼續介紹。