淺談 .NET 多線程與並行計算（十）：.NET 異步編程模型基礎（上）

多線程的兩大優勢：並行運算與異步操作

多線程可發揮多核心效能（並行運算），亦能讓長時間操作獨立執行不阻塞主線程（異步操作）。前者利用多核提升效能，後者避免 CPU 空等待。廣義上異步亦屬並行一種。

四種常見異步應用模式

1. 新線程執行任務，主線程做其他事後等待結果
2. 新線程執行任務，主線程輪詢是否完成，可選擇等待或繼續其他操作
3. 新線程執行任務，完成後立即執行回呼更新狀態，主線程與工作線程無直接互動
4. 新線程執行任務，完成後不做任何事（Fire-and-forget）

補充：異步不一定依賴線程，使用佇列異步處理資料亦屬異步模式。

手寫線程池實現模式 1 的範例

class AsyncObj
{
    public EventWaitHandle AsyncWaitHandle { get; set; }
    public object Result { get; set; }

    public AsyncObj()
    {
        AsyncWaitHandle = new AutoResetEvent(false);
    }
}

AsyncObj ao = new AsyncObj();
ThreadPool.QueueUserWorkItem(state =>
{
    AsyncObj obj = state as AsyncObj;
    Console.WriteLine("async operation started @ " + DateTime.Now.ToString("mm:ss"));
    Thread.Sleep(2000);
    Console.WriteLine("async operation completed @ " + DateTime.Now.ToString("mm:ss"));
    obj.Result = 100;
    obj.AsyncWaitHandle.Set();
}, ao);

Console.WriteLine("main operation started @ " + DateTime.Now.ToString("mm:ss"));
Thread.Sleep(1000);
Console.WriteLine("main operation completed @ " + DateTime.Now.ToString("mm:ss"));
ao.AsyncWaitHandle.WaitOne();
Console.WriteLine("get async operation result : " + ao.Result.ToString() + " @ " + DateTime.Now.ToString("mm:ss"));

輸出顯示主線程與工作線程交錯執行，主線程在 WaitOne() 處阻塞直到工作線程 Set() 釋放信號。