我相信很多人在学习C# 5.0的async和await关键字时有困惑的。为什么在GUI或XXXXXXT中不能对返回的Task进行Wait()或Result，而必须用await？为什么必须async到底？为什么在控制台程序中又可以进行Wait()或Result？为了解决这些问题，我们必须理解它的工作方式。

1.调用async方法，系统的行为是什么？

直接调用async方法，和调用普通方法没什么区别，只不过在被调用者第一次await的时候就返回了，而不是像通常那样，等待被调用者执行完才返回。

2.对于控制台程序，在方法内await子方法，系统的行为是什么？

将父方法注册为子方法的线程回调 -> 休眠父方法 -> 返回或休眠线程
子方法return -> 新建线程或唤醒线程 -> 继续执行父方法

3.对于GUI程序或XXXXXXT程序，在方法内await子方法，系统的行为是什么？

将父方法注册为子方法的消息回调 -> 休眠父方法 -> 返回或退入消息循环
子方法return -> 将父方法加入消息队列 -> 退入消息循环 -> 父方法被消息循环调度 -> 继续执行父方法

4.如何让方法在控制台和在GUI程序表现一致？

对子方法返回的Task对象调用.ConfigureAwait(false)，再进行await，返回时就是在新线程中运行，而不是在主线程中运行了。注意GUI界面操作必须由主线程进行，也就是说，在await之后不可以进行任何的GUI界面操作，否则会引起异常。

【实验1】控制台程序的async/await特性

实验源码：

<code class="lang-c">using System;
using System.Threading;
using System.Threading.Tasks;
                      
namespace console1
{
    class Program
    {
        static async Task Async()
        {
            Console.WriteLine("Async start thread: " + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
            await Task.Delay(1); // 交出控制权1ms
            Console.WriteLine("Async awaited thread: " + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
            for (int i = 0; i < 50; i++)
            {
                Console.Write("b" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId + " ");
                Thread.Sleep(1);
            }
        }
                              
        static async Task AsyncMain()
        {
            Task t = Async(); // 调用另一个异步函数Async()，第一次await时返回
            Console.WriteLine("AsyncMain start thread: " + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
            Thread.Sleep(1); // 线程休眠1ms
            Console.WriteLine("AsyncMain slept thread: " + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
            for (int i = 0; i < 50; i++)
            {
                Console.Write("a" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId + " ");
                Thread.Sleep(1);
            }
            await t; // 交出控制权，直到Async()运行完毕
        }
                              
        public static void Main(string[] args)
        {
            Console.WriteLine("main thread: " + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
            AsyncMain().Wait(); // 由于Main不能被标记为async，需要用这种方式调用
            Console.Write("Press any key to continue . . . ");
            Console.ReadKey(true);
        }
    }
}</code>

实验结果：



【实验2】WinForms程序的async/await特性

实验源码（插入两个控件，button1和textBox1，button1的Click事件注册为Button1Click，textBox1设置MultiLine为True，设置ScrollBars为Vertical）：

<code class="lang-c">using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Drawing;
using System.Windows.Forms;
using System.Threading;
using System.Threading.Tasks;
                      
namespace sssabc
{
    /// <summary>
    /// Description of MainForm.
    /// </summary>
    public partial class MainForm : Form
    {
        public MainForm()
        {
            InitializeComponent();
            textBox1.Text += "main thread:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId + "\r\n"; 
        }
                              
        async Task Async()
        {
            textBox1.Text += "Async start thread:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId + "\r\n";
            await Task.Delay(1); // 交出控制权1ms
            textBox1.Text += "Async awaited thread:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId + "\r\n";
            for (int i = 0; i < 50; i++)
            {
                textBox1.Text += "b" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId + " ";
                Thread.Sleep(1);
            }
        }
                              
        async void Button1Click(object sender, EventArgs e)
        {
            Task t = Async(); // 调用另一个异步函数Async()，第一次await时返回
            textBox1.Text += "Button1Click start thread:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId + "\r\n";
            Thread.Sleep(1); // 线程休眠1ms
            textBox1.Text += "Button1Click slept thread:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId + "\r\n";
            for (int i = 0; i < 50; i++)
            {
                textBox1.Text += "a" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId + " ";
                Thread.Sleep(1);
            }
            await t; // 交出控制权，直到Async()运行完毕
        }
    }
}</code>

实验结果：



【实验3】在WinForms中实现并行运行的async方法

实验源码：

<code class="lang-c">using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Drawing;
using System.Windows.Forms;
using System.Threading;
using System.Threading.Tasks;
using System.Text;
                  
namespace sssabc
{
    /// <summary>
    /// Description of MainForm.
    /// </summary>
    public partial class MainForm : Form
    {
        private StringBuilder outtxt = new StringBuilder();
                          
        public MainForm()
        {
            InitializeComponent();
            outtxt.Append("main thread:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId + "\r\n");
        }
                          
        async Task Async()
        {
            outtxt.Append("Async start thread:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId + "\r\n");
            await Task.Delay(1).ConfigureAwait(false); // 交出控制权1ms，返回时在新线程执行
            outtxt.Append("Async awaited thread:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId + "\r\n");
            for (int i = 0; i < 50; i++)
            {
                outtxt.Append("b" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId + " ");
                Thread.Sleep(1);
            }
        }
                          
        async void Button1Click(object sender, EventArgs e)
        {
            Task t = Async(); // 调用另一个异步函数Async()，第一次await时返回
            outtxt.Append("Button1Click start thread:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId + "\r\n");
            Thread.Sleep(1); // 线程休眠1ms
            outtxt.Append("Button1Click slept thread:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId + "\r\n");
            for (int i = 0; i < 50; i++)
            {
                outtxt.Append("a" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId + " ");
                Thread.Sleep(1);
            }
            await t; // 交出控制权，直到Async()运行完毕
            textBox1.Text = outtxt.ToString();
        }
    }
}</code>

实验结果：



【实验结论】

在控制台程序中，异步方法的唤醒是通过创建线程实现的，是在新线程中唤醒的，是并行化的。
在WinForms程序中，异步方法的唤醒是通过消息循环实现的，是在主线程中唤醒的，是串行化的。
在WinForms程序中，可以通过.ConfigureAwait(false)实现并行化，await之后的代码在新线程运行，不能进行任何GUI界面操作。