面试题：C#异步编程的深入理解与应用

1. 基于回调的异步编程

原理：将一个方法（回调函数）作为参数传递给发起异步操作的方法，当异步操作完成时，调用该回调函数。
优点：简单直接，在早期的异步编程中广泛应用。
缺点：代码可读性差，容易出现回调地狱（多层嵌套回调）。
适用场景：简单的异步操作，并且不需要复杂的控制流程。

2. IAsyncResult模式

原理：通过实现IAsyncResult接口来表示异步操作的状态，BeginXxx方法开始异步操作并返回IAsyncResult，EndXxx方法等待异步操作完成并获取结果。
优点：提供了一种标准的异步编程模式，可用于多种异步场景。
缺点：代码较为繁琐，需要手动管理异步状态和资源。
适用场景：需要对异步操作进行更底层控制，如自定义异步操作的状态管理。

3. 异步委托

原理：委托本身提供了BeginInvoke和EndInvoke方法来实现异步调用，原理类似IAsyncResult模式，但基于委托简化了实现。
优点：基于委托，代码相对简洁，适合熟悉委托的开发者。
缺点：同样存在代码繁琐问题，且处理复杂异步场景能力有限。
适用场景：简单的异步委托调用场景，对代码简洁性有一定要求。

4. Task异步编程模型

原理：Task类代表一个异步操作，通过Task.Run等方法启动异步任务，可使用await等待任务完成。
优点：代码简洁，支持链式调用，方便处理多个异步任务的组合与并发。
缺点：在较老的框架版本中支持性可能不足。
适用场景：大多数现代异步编程场景，尤其是需要处理多个异步任务并发或顺序执行的情况。

5. async/await关键字

原理：基于Task异步编程模型，async关键字标记一个异步方法，await关键字暂停异步方法的执行，直到其等待的Task完成。
优点：使异步代码看起来像同步代码，极大提高了代码的可读性和可维护性。
缺点：需要.NET Framework 4.5及以上版本支持。
适用场景：所有适合使用Task异步编程模型的场景，尤其是对代码可读性要求高的项目。

复杂异步代码示例

using System;
using System.Threading;
using System.Threading.Tasks;

class Program
{
    static async Task Main()
    {
        CancellationTokenSource cts = new CancellationTokenSource();

        try
        {
            // 启动多个异步任务
            Task task1 = Task.Run(() => LongRunningTask("Task 1", cts.Token), cts.Token);
            Task task2 = Task.Run(() => LongRunningTask("Task 2", cts.Token), cts.Token);

            // 按顺序等待任务完成
            await task1;
            await task2;

            Console.WriteLine("All tasks completed successfully.");
        }
        catch (OperationCanceledException)
        {
            Console.WriteLine("One or more tasks were cancelled.");
        }
        catch (Exception ex)
        {
            Console.WriteLine($"An error occurred: {ex.Message}");
        }
        finally
        {
            cts.Dispose();
        }
    }

    static async Task LongRunningTask(string taskName, CancellationToken cancellationToken)
    {
        for (int i = 0; i < 10; i++)
        {
            if (cancellationToken.IsCancellationRequested)
            {
                cancellationToken.ThrowIfCancellationRequested();
            }

            Console.WriteLine($"{taskName} is running step {i}");
            await Task.Delay(1000);
        }
    }
}

在上述代码中：

异常处理：使用try - catch块捕获异步操作中可能抛出的异常，包括任务取消异常OperationCanceledException和其他一般性异常。
取消任务：通过CancellationTokenSource和CancellationToken实现任务取消，在异步任务执行过程中检查CancellationToken的状态并适时抛出OperationCanceledException。
协调任务执行顺序：通过await关键字按顺序等待多个异步任务完成，先等待task1完成，再等待task2完成。

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面试题：C#异步编程的深入理解与应用

知识考点

面试题答案

1. 基于回调的异步编程

2. IAsyncResult模式

3. 异步委托

4. Task异步编程模型

5. async/await关键字

复杂异步代码示例