Вызов асинхронного метода - Asynchronous method invocation

В многопоточный компьютерное программирование, вызов асинхронного метода (AMI), также известен как вызовы асинхронных методов или асинхронный шаблон это шаблон дизайна в котором сайт вызова не заблокирован ожидая завершения вызываемого кода. Вместо этого вызывающий поток уведомляется, когда приходит ответ. Опрос для ответа - нежелательный вариант.

Задний план

AMI это шаблон дизайна для асинхронный вызов потенциально долгоиграющих методы из объект.[1]Это эквивалентно схеме долговых расписок («Я должен тебе»), описанной в 1996 году Алланом Вермёленом.[2][3]

В большинстве языков программирования вызываемый метод выполняется синхронно, т.е. поток исполнения из которого он вызывается. Если метод занимает много времени, например поскольку он загружает данные через Интернет, вызывающий поток блокируется до завершения метода. Когда это нежелательно, можно запустить «рабочий поток» и вызвать метод оттуда. В большинстве сред программирования для этого требуется много строк кода, особенно если позаботиться о том, чтобы избежать накладных расходов, которые могут быть вызваны созданием множества потоков. AMI решает эту проблему, поскольку он дополняет потенциально длительно работающий («синхронный») метод объекта «асинхронным» вариантом, который возвращается немедленно, вместе с дополнительными методами, которые упрощают получение уведомления о завершении или ожидание завершения в позднее время.

Одним из распространенных способов использования AMI является активный объект шаблон дизайна. Альтернативами являются вызов синхронного метода и будущие объекты.[4]Примером приложения, которое может использовать AMI, является веб-браузер, которому необходимо отображать веб-страницу еще до загрузки всех изображений.

поскольку метод это частный случай процедура, вызов асинхронного метода это частный случай асинхронный вызов процедуры.

Реализации

Класс Java

FutureTask класс[5] в Ява использовать События чтобы решить ту же проблему. Этот шаблон является вариантом AMI, реализация которого несет в себе больше накладных расходов, но полезна для объектов, представляющих программные компоненты.

.NET Framework

  • Шаблон модели асинхронного программирования (APM) (использовался до .NET Framework 2.0)[6]
  • Асинхронный шаблон на основе событий (EAP) (используется в .NET Framework 2.0)[7]
  • Асинхронный шаблон на основе задач (TAP) (используется в .NET Framework 4.0)[8]

пример

Следующий пример основан на стандартном стиле AMI, используемом в .NET Framework.[9]Учитывая метод Выполнить, добавляются два новых метода НачатьЗавершить и EndAccomplish:

класс пример {    Результат       Выполнить(аргументы …)    IAsyncResult НачатьЗавершить(аргументы …)    Результат       EndAccomplish(IAsyncResult а)    …}

По звонку НачатьЗавершить, клиент сразу получает объект типа AsyncResult (который реализует IAsyncResult interface), чтобы он мог продолжить вызывающий поток, не выполняя никакой работы. В простейшем случае со временем такой работы больше нет, и клиент звонит EndAccomplish (передача ранее полученного объекта), который блокируется до тех пор, пока метод не завершится и не будет доступен результат.[10] В AsyncResult Обычно объект предоставляет по крайней мере метод, который позволяет клиенту запросить, завершился ли уже длительный метод:

интерфейс IAsyncResult {    bool Завершено()    …}

Также можно передать метод обратного вызова НачатьЗавершить, который будет вызываться после завершения длительного метода. Обычно он вызывает EndAccomplish чтобы получить значение, возвращаемое длительным методом. Проблема с механизмом обратного вызова заключается в том, что функция обратного вызова естественным образом выполняется в рабочем потоке (а не в исходном вызывающем потоке), что может вызвать состояние гонки.[11][12]

В документации .NET Framework термин "асинхронный шаблон на основе событий" относится к альтернативному стилю API (доступному с .NET 2.0), использующему метод с именем CompleishAsync вместо того НачатьЗавершить.[13][14]Внешнее отличие состоит в том, что в этом стиле возвращаемое значение длительного метода передается непосредственно в метод обратного вызова. Что еще более важно, API использует специальный механизм для запуска метода обратного вызова (который находится в объекте события типа Завершено) в том же потоке, в котором НачатьЗавершить назывался. Это устраняет опасность состояния гонки, делая API более простым в использовании и подходящим для программных компонентов; с другой стороны, эта реализация шаблона требует дополнительных затрат на создание объектов и синхронизацию.[15]

использованная литература

  1. ^ «Вызов асинхронного метода». Распределенное программирование с помощью Ice. ZeroC, Inc. Архивировано с оригинал 5 января 2008 г.. Получено 22 ноября 2008.
  2. ^ Вермёлен, Аллан (июнь 1996 г.). «Асинхронный шаблон проектирования». Журнал доктора Добба. Получено 22 ноября 2008.
  3. ^ Нэш, Трей (2007). «Многопоточность в C #». Ускоренный C # 2008. Апресс. ISBN  978-1-59059-873-3.
  4. ^ Лаванда, Р. Грег; Дуглас С. Шмидт. «Активный объект» (PDF). Архивировано из оригинал (PDF) на 2012-09-24. Получено 22 ноября 2008. Цитировать журнал требует | журнал = (Помогите)
  5. ^ «Класс FutureTask». Oracle. 2011. Архивировано с оригинал на 2013-06-25. Получено 2015-06-29.
  6. ^ «Модель асинхронного программирования». Microsoft. 2015 г.. Получено 2015-06-29.
  7. ^ «Обзор асинхронного шаблона на основе событий». Microsoft. 2015 г.. Получено 2015-06-29.
  8. ^ «Асинхронный шаблон на основе задач». Microsoft. 2015 г.. Получено 2015-06-29.
  9. ^ «Шаблоны проектирования асинхронного программирования». Руководство разработчика .NET Framework. Сеть разработчиков Microsoft. В архиве из оригинала 22 ноября 2008 г.. Получено 22 ноября 2008.
  10. ^ «Обзор асинхронного программирования». Руководство разработчика .NET Framework. Сеть разработчиков Microsoft. В архиве из оригинала 7 декабря 2008 г.. Получено 22 ноября 2008.
  11. ^ «Использование делегата AsyncCallback для завершения асинхронной операции». Руководство разработчика .NET Framework. Сеть разработчиков Microsoft. В архиве из оригинала 23 декабря 2008 г.. Получено 22 ноября 2008.
  12. ^ «Проблемы параллелизма». Распределенное программирование с помощью Ice. ZeroC, Inc. Архивировано с оригинал 28 марта 2008 г.. Получено 22 ноября 2008.
  13. ^ Кристиан Нагель; Билл Эвьен; Джей Глинн; Карли Уотсон и Морган Скиннер (2008). «Асинхронный шаблон на основе событий». Профессиональный C # 2008. Вайли. стр.570 –571. ISBN  9780470191378.
  14. ^ «Многопоточное программирование с использованием асинхронного шаблона на основе событий». Руководство разработчика .NET Framework. Сеть разработчиков Microsoft. В архиве из оригинала 25 декабря 2008 г.. Получено 22 ноября 2008.
  15. ^ «Решение, когда реализовать асинхронный шаблон на основе событий». Руководство разработчика .NET Framework. Сеть разработчиков Microsoft. В архиве из оригинала 22 ноября 2008 г.. Получено 22 ноября 2008.

дальнейшее чтение