详解ASP.NET MVC下的异步Action的定义和执行原理
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2021-01-20
07:50:41
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详解详解ASP.NET MVC下的异步下的异步Action的定义和执行原理的定义和执行原理
Visual Studio提供的Controller创建向导默认为我们创建一个继承自抽象类Controller的Controller类型，这样的Controller只能
定义同步Action方法。如果我们需要定义异步Action方法，必须继承抽象类AsyncController。这篇问你讲述两种不同的异步
Action的定义方法和底层执行原理。
一、基于线程池的请求处理一、基于线程池的请求处理
ASP.NET通过线程池的机制处理并发的HTTP请求。一个Web应用内部维护着一个线程池，当探测到抵达的针对本应用的请求
时，会从池中获取一个空闲的线程来处理该请求。当处理完毕，线程不会被回收，而是重新释放到池中。线程池具有一个线程
的最大容量，如果创建的线程达到这个上限并且所有的线程均被处于“忙碌”状态，新的HTTP请求会被放入一个请求队列以等
待某个完成了请求处理任务的线程重新释放到池中。
我们将这些用于处理HTTP请求的线程称为工作线程（Worker Thread），而这个县城池自然就叫做工作线程池。ASP.NET这
种基于线程池的请求处理机制主要具有如下两个优势：
工作线程的重用：创建线程的成本虽然不如进程的激活，却也不是一件“一蹴而就”的事情，频繁地创建和释放线程会对性能造
成极大的损害。而线程池机制避免了总是创建新的工作线程来处理每一个请求，被创建的工作线程得到了极大地重用，并最终
提高了服务器的吞吐能力。
工作线程数量的限制：资源的有限性具有了服务器处理请求的能力具有一个上限，或者说某台服务器能够处理的请求并发量具
有一个临界点，一旦超过这个临界点，整台服务将会因不能提供足够的资源而崩溃。由于采用了对工作线程数量具有良好控制
的线程池机制，ASP.NET MVC并发处理的请求数量不可能超过线程池的最大允许的容量，从而避免了在高并发情况下工作线
程的无限制创建而最导致整个服务器的崩溃。
如果请求处理操作耗时较短，那么工作线程处理完毕后可以及时地被释放到线程池中以用于对下一个请求的处理。但是对于比
较耗时的操作来说，意味着工作线程将被长时间被某个请求独占，如果这样的操作访问比较频繁，在高并发的情况下意味着线
程池中将可能找不到空闲的工作线程用于及时处理最新抵达请求。
如果我们采用异步的方式来处理这样的耗时请求，工作线程可以让后台线程来接手，自己可以及时地被释放到线程池中用于进
行后续请求的处理，从而提高了整个服务器的吞吐能力。值得一提的是，异步操作主要用于I/O绑定操作（比如数据库访问和
远程服务调用等），而非CPU绑定操作，因为异步操作对整体性能的提升来源于：当I/O设备在处理某个任务的时候，CPU可
以释放出来处理另一个任务。如果耗时操作主要依赖于本机CPU的运算，采用异步方法反而会因为线程调度和线程上下文的
切换而影响整体的性能。
二、两种异步二、两种异步Action方法的定义方法的定义
在了解了在AsyncController中定义异步Action方法的必要性之后，我们来简单介绍一下异步Action方法的定义方式。总的来
说，异步Action方法具有两种定义方式，一种是将其定义成两个匹配的方法XxxAsync/XxxCompleted，另一种则是定义一个返
回类型为Task的方法。
XxxAsync/XxxCompleted
如果我们使用两个匹配的方法XxxAsync/XxxCompleted来定义异步Action，我们可以将异步操作实现在XxxAsync方法中，而
将最终内容的呈现实现在XxxCompleted方法中。XxxCompleted可以看成是针对XxxAsync的回调，当定义在XxxAsync方法中
的操作以异步方式执行完成后，XxxCompleted方法会被自动调用。XxxCompleted的定义方式和普通的同步Action方法比较类
似。
作为演示，我在如下一个HomeController中定义了一个名为Article的异步操作来呈现指定名称的文章内容。我们将指定文章内
容的异步读取定义在ArticleAsync方法中，而在ArticleCompleted方法中讲读取的内容以ContentResult的形式呈现出来。
public class HomeController : AsyncController
{
public void ArticleAsync(string name)
{
AsyncManager.OutstandingOperations.Increment();
Task.Factory.StartNew(() =>
{
string path = ControllerContext.HttpContext.Server.MapPath(string.Format(@"rticles\{0}.html", name));
using (StreamReader reader = new StreamReader(path))
{
AsyncManager.Parameters["content"] = reader.ReadToEnd();
}
AsyncManager.OutstandingOperations.Decrement();
});
}
public ActionResult ArticleCompleted(string content)
{
return Content(content);
}
}
对于以XxxAsync/XxxCompleted形式定义的异步Action方法来说，ASP.NET MVC并不会以异步的方式来调用XxxAsync方
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