.NET框架中的任务基础异步模式（TAP）

"The Task-based Asynchronous Pattern（TAP）" The Task-based Asynchronous Pattern (TAP) 是 .NET Framework 中的一种新型异步模式，它基于 `System.Threading.Tasks` 命名空间中的 `Task` 和 `Task<TResult>` 类型，用于表示任意的异步操作。TAP 的设计目标是提供一种简洁、一致且易于使用的异步编程模型，以应对多核处理器和网络密集型应用的需求。 TAP 的核心思想是通过 `Task` 对象来表示一个异步操作的状态，无论是已完成、进行中还是未开始。`Task` 表示无返回值的操作，而 `Task<TResult>` 表示有返回值的操作。这种模式使得异步操作可以像同步操作一样被调用，提高了代码的可读性和可维护性。 **命名、参数和返回类型** 在实现 TAP 时，方法通常以 "Async" 结尾，如 `DoSomethingAsync()`，并返回一个 `Task` 或 `Task<TResult>` 对象。如果方法不返回值，返回 `Task`; 如果返回一个值，则返回 `Task<TResult>`。参数通常包含一个可选的 `CancellationToken`，用于支持用户取消操作。 **行为** TAP 方法的行为应该与同步版本的方法相似，但在后台执行，允许调用者继续执行其他任务。异步方法不应阻塞等待操作完成，而是立即返回 `Task` 对象。 **可选：取消** TAP 支持取消异步操作，通过传递 `CancellationToken` 参数，可以在操作开始后随时请求取消。异步方法应检查此令牌并适当地响应取消请求。 **可选：进度报告** 对于需要报告进度的异步操作，可以通过 `IProgress<T>` 接口传递一个进度对象。这使得异步操作可以在执行过程中更新调用者的进度状态。 **选择提供哪个重载** 开发者应考虑提供哪些重载，以便消费者可以根据需要传递取消令牌或进度报告对象。 **实现 Task-based Asynchronous Pattern** 实现 TAP 可以使用各种方法，如使用 `async` 和 `await` 关键字，或者手动创建和管理 `Task` 实例。`async` 方法内部会自动处理异步操作的生命周期，而 `await` 关键字用于在异步操作完成时恢复方法的执行。 **消费 Task-based Asynchronous Pattern** 消费者可以使用 `await` 关键字等待 `Task` 完成，这会将控制权交还给调用者，直到 `Task` 完成后再继续执行。`await` 关键字使得异步代码看起来像同步代码，但不会阻塞线程。 **取消** `CancellationToken` 可以与 `await` 结合使用，当取消请求发生时，`await` 表达式会抛出 `OperationCanceledException`。 **进度** 通过传递 `IProgress<T>` 对象，异步操作可以更新调用者关于进度的信息。 **使用内置的 Task-based 合并器** .NET Framework 提供了多个内置的组合器，如 `Task.WhenAll` 和 `Task.WhenAny`，可以帮助构建更复杂的异步流程。 **构建 Task-based 合并器和数据结构** 开发者可以自定义 `Task` 相关的组合器和数据结构，以满足特定的异步需求。 **与其他 .NET 异步模式和类型的互操作** TAP 可以与传统的基于事件的异步模式 (EAP)、异步编程模型 (APM) 以及 `WaitHandle` 类型进行互操作，提供了一种统一的方式来处理异步操作。 **案例研究：CopyToAsync** `CopyToAsync` 是一个典型的 TAP 示例，它在流之间异步复制数据，支持取消和进度报告。 TAP 为 .NET 开发者提供了强大的异步编程工具，简化了异步代码的编写和理解，同时提供了丰富的功能，如取消和进度报告，使得异步编程更加灵活和高效。