.NET異步有多少種實現方式？（異步編程提高系統性能、改善用戶體驗）
想要知道.NET異步有多少種實現方式，首先我們要知道.NET提供的執行異步操作的三種模式，然后再去了解.NET異步實現的四種方式。
.NET執行異步操作的三種模式
(1) 基于任務的異步模式 (TAP)【推薦使用】 ：該模式使用單一方法表示異步操作的開始和完成，TAP 是在 .NET Framework 4 中引入的。這是在 .NET 中進行異步編程的推薦方法。 C# 中的 async 和 await 關鍵詞以及 Visual Basic 中的 Async 和 Await 運算符為 TAP 添加了語言支持。有關詳細信息，請參閱基于任務的異步模式 (TAP)。
(2) 基于事件的異步模式 (EAP)：是提供異步行為的基于事件的舊模型， 這種模式需要后綴為 Async 的方法，以及一個或多個事件、事件處理程序委托類型和 EventArg 派生類型。EAP 是在 .NET Framework 2.0 中引入的。建議新開發中不再使用這種模式。有關詳細信息，請參閱基于事件的異步模式 (EAP)。
(3) 異步編程模型 (APM) 模式（也稱為 IAsyncResult 模式）：這是使用 IAsyncResult 接口提供異步行為的舊模型， 在這種模式下，同步操作需要 Begin 和 End 方法（例如，BeginWrite 和 EndWrite以實現異步寫入操作）。不建議新的開發使用此模式。有關詳細信息，請參閱異步編程模型 (APM)。
.NET異步編程有什么作用？
- 提高性能和資源利用率：異步編程可以在等待 I/O 操作完成的同時釋放線程資源，使得線程能夠繼續執行其他任務，從而提高了系統的資源利用率和性能。
- 改善用戶體驗：通過異步編程，可以避免在等待長時間操作完成時出現界面卡頓或無響應的情況，從而改善用戶體驗，使應用程序更加流暢和響應。
- 簡化編程模型：使用 C# 提供的async 和 await 關鍵字可以使異步編程變得更加簡潔和易于理解，避免了傳統的回調地獄（callback hell），使代碼更具可讀性和可維護性。
- 提高并發性：通過異步編程，可以更有效地處理并發請求，從而提高系統的并發性能，使得應用程序能夠更好地處理大量用戶請求。
- 支持大規模并行編程：異步編程模型使得在大規模并行編程中更容易管理和控制異步任務的執行，提供了更靈活的并發編程方式。
總的來說，異步編程在提高系統性能、改善用戶體驗、簡化編程模型和支持并行編程方面發揮著重要作用，是現代軟件開發中不可或缺的重要技術之一。
1.異步方法（Async Method TAP模式）
使用async/await關鍵字實現異步編程，這是比較常用的一種異步實現方式。例如：
/// <summary>
/// 異步方法（Async Method TAP模式）
/// </summary>
/// <returns></returns>
public static async Task TestDoSomeAsync()
{
await Task.Delay(1000 * 10).ConfigureAwait(false); //等待10秒
Console.WriteLine("Async Method Completed.");
}2.任務并行庫（TPL, Task Parallel Library TAP模式）
通過 Task 和 Task類型實現異步編程，可以利用多核處理器，并發執行多個獨立的任務。例如：
/// <summary>
/// 任務并行庫（TPL, Task Parallel Library TAP模式）
/// </summary>
public static void TestTaskParallel()
{
var task1 = Task.Run(() =>
{
Console.WriteLine("Task 1 Completed.");
});
var task2 = Task.Run(() =>
{
Console.WriteLine("Task 2 Completed.");
});
Task<int> task3 = Task.Factory.StartNew(() =>
{
Console.WriteLine("Task 3 Completed.");
return 20; // 返回一個整數值
});
//等待所有任務完成
Task.WaitAll(task1, task2, task3);
}3.Asynchronous Programming Model（APM模式）
是一種經典的異步編程模式，需要手動創建回調函數，用于處理完成或錯誤的通知。可以通過 IAsyncResult 設計模式的 Begin 和 End 方法來實現，其中 Begin 方法開始異步操作，而 End 方法在異步操作完成時執行，并返回異步操作的結果。
注意：在 .NET Core 或 .NET 5+ 等新版本中，BeginInvoke 方法已經被棄用并不再支持，因此可能會導致 System.PlatformNotSupportedException 異常，不過在.NET FX環境是支持的。
/// <summary>
/// Asynchronous Programming Model（APM模式）
/// </summary>
public static void TestAPMAsync()
{
// 創建一個 AsyncCallback 委托，用于處理異步操作完成后的回調
var callback = new AsyncCallback(AsyncOperationCallback);
// 創建一個異步委托實例，表示要異步執行的操作
var asyncMethod = new Func<int, string>(AsyncMethod);
// 開始異步操作
var result = asyncMethod.BeginInvoke(88, callback, asyncMethod);
Console.WriteLine($"TestAPMAsync Completed.");
Console.ReadLine();
}
private static string AsyncMethod(int parameter)
{
Console.WriteLine("AsyncMethod開始執行了...");
return $"異步操作完成，參數為：{parameter}。";
}
private static void AsyncOperationCallback(IAsyncResult result)
{
try
{
// 從異步狀態對象中獲取返回的異步委托
Func<int, string> asyncMethod = (Func<int, string>)result.AsyncState;
string message = asyncMethod.EndInvoke(result);
Console.WriteLine(message);
}
catch (Exception ex)
{
Console.WriteLine($"異步操作發生異常：{ex.Message}");
}
}4.Event-based Asynchronous Pattern（EAP模式）
是一種已過時的異步編程模式，需要使用事件來實現異步編程。
需要注意的是，EAP 模式通過事件來實現異步編程，相對于 APM 模式更容易理解，同時也避免了手動處理回調函數等細節工作。但是，EAP 模式并不支持 async/await 異步關鍵字，因此在一些特定的場景下可能不夠靈活。
/// <summary>
/// Event-based Asynchronous Pattern（EAP模式）
/// </summary>
static void Main(string[] args)
{
var asyncObj = new MyAsyncClass();
// 訂閱異步操作完成事件
asyncObj.OperationNameCompleted += AsyncObjOperationNameCompleted;
// 啟動異步操作
asyncObj.DoWorkAsync(10);
Console.ReadLine();
}
/// <summary>
/// 異步操作完成事件的處理方法
/// </summary>
/// <param name="result">result</param>
private static void AsyncObjOperationNameCompleted(int result)
{
Console.WriteLine($"異步操作完成，結果為: {result}");
}
public class MyAsyncClass : Component
{
/// <summary>
/// 聲明一個委托類型，用于定義異步操作的方法簽名
/// </summary>
/// <param name="arg"></param>
/// <returns></returns>
public delegate void MyAsyncDelegate(int arg);
/// <summary>
/// 聲明一個事件，用于通知異步操作的完成
/// </summary>
public event MyAsyncDelegate OperationNameCompleted;
/// <summary>
/// 異步執行方法，接受一個參數 arg
/// </summary>
/// <param name="arg"></param>
public void DoWorkAsync(int arg)
{
// 將異步操作放入線程池中執行
ThreadPool.QueueUserWorkItem(new WaitCallback(DoWork), arg);
}
/// <summary>
/// 真正的異步操作
/// </summary>
/// <param name="obj"></param>
private void DoWork(object obj)
{
int arg = (int)obj;
int res = arg + 1;
// 觸發事件，傳遞異步操作的結果
OperationNameCompleted?.Invoke(res);
}
}
