APM是.NET中异步编程模型的缩写（Asynchronous Programing Model）。

通过异步编程，使得我们的程序可以更加高效的利用系统资源。

主要内容：

• 一个APM的例子
• GUI中的APM
• APM的优劣点
• AMP使用中的注意事项

1. 一个APM的例子

.Net中的异步模型非常完善，只要看到Begin***者End***方法。基本都是相对***方法的异步调用方式。

（注：***是方法的名称）

所以在.Net中实现一个异步调用是很方便的，下面用个小例子来演示一个异步操作。

首先是同步的方式请求百度搜索10次。(分别搜索1，2，3。。。。10）

public class CLRviaCSharp_21
{static void Main(string[] args){// 用百度分别检索1，2，3。。。9，共检索10次DateTime start = DateTime.Now;string strReq = "http://www.baidu.com/s?wd={0}";for (int i = 0; i < 10; i++){var req = WebRequest.Create(string.Format(strReq, i));// 注意这里的GetResponse是同步方法var res = req.GetResponse();Console.WriteLine("检索 {0} 的结果已经返回！", i);res.Close();}Console.WriteLine("耗用时间：{0}毫秒", TimeSpan.FromTicks(DateTime.Now.Ticks - start.Ticks).TotalMilliseconds);Console.ReadKey(true);}
}

结果如下：总共消耗时间33秒多。

异步的方式如下：

public class CLRviaCSharp_21
{static DateTime start;static void Main(string[] args){// 用百度分别检索1，2，3。。。9，共检索10次start = DateTime.Now;string strReq = "http://www.baidu.com/s?wd={0}";for (int i = 0; i < 10; i++){var req = WebRequest.Create(string.Format(strReq, i));// 注意这里的BeginGetResponse就是异步方法var res = req.BeginGetResponse(ProcessWebResponse, req);}Console.ReadKey(true);}private static void ProcessWebResponse(IAsyncResult result){var req = (WebRequest)result.AsyncState;string strReq = req.RequestUri.AbsoluteUri;using (var res = req.EndGetResponse(result)){Console.Write("检索 {0} 的结果已经返回！\t", strReq.Substring(strReq.Length - 1));Console.WriteLine("耗用时间：{0}毫秒", TimeSpan.FromTicks(DateTime.Now.Ticks - start.Ticks).TotalMilliseconds);}}}

结果如下：总共消耗的时间应该是下面所有时间中最长的那个，即9.5秒左右。

2. GUI中的APM

异步编程除了在服务端会大量应用，在有GUI的客户端也应用比较多（为了保证客户端的界面不会假死）。

但是Winform或WPF程序中，改变界面元素状态只有通过UI线程，其他线程如果试图改变UI元素，就会抛出异常(System.InvalidOperationException)。

using System;
using System.Windows.Forms;
using System.Net;public class CLRviaCSharp_21
{static void Main(string[] args){MyWindowsForm mf = new MyWindowsForm();mf.ShowDialog();}
}internal class MyWindowsForm : Form
{public MyWindowsForm(){Text = "Click in the window to start a web request";Width = 800;Height = 600;}protected override void OnMouseClick(MouseEventArgs e){// 开始异步web请求Text = "web request initilized";var webreq = WebRequest.Create("http://www.baidu.com");webreq.BeginGetResponse(ProcessWebResponse, webreq);base.OnMouseClick(e);}private void ProcessWebResponse(IAsyncResult result){var req = (WebRequest)result.AsyncState;using (var res = req.EndGetResponse(result)){// SynchronizationContext.Current.Post(updateUI, res);// 这里改变UI元素Form的Text属性,抛出了异常Text = "Content length: " + res.ContentLength;}}
}

那么其他线程如何改变UI元素呢。为了保证UI始终有响应，必须能够让其他线程也能改变UI元素。

答案就在上面代码中抛异常的上面一句代码。利用SynchronizationContext的Current属性来获取UI线程的同步上下文信息。

然后调用其Post方法，异步的更新UI元素。

using System;
using System.Windows.Forms;
using System.Net;
using System.Threading;public class CLRviaCSharp_21
{static void Main(string[] args){MyWindowsForm mf = new MyWindowsForm();mf.ShowDialog();}
}internal class MyWindowsForm : Form
{public MyWindowsForm(){Text = "Click in the window to start a web request";Width = 800;Height = 600;}protected override void OnMouseClick(MouseEventArgs e){// 开始异步web请求Text = "web request initilized";var webreq = WebRequest.Create("http://www.baidu.com");webreq.BeginGetResponse(ProcessWebResponse, webreq);base.OnMouseClick(e);}private void ProcessWebResponse(IAsyncResult result){var req = (WebRequest)result.AsyncState;using (var res = req.EndGetResponse(result)){SynchronizationContext.Current.Post(updateUI, res);}}private void updateUI(object state){var res = (WebResponse)state;// 这里改变UI元素Form的Text属性, updateUI这个函数是由UI线程执行的Text = "Content length: " + res.ContentLength;}
}

这样的实现看着很繁琐，所以《CLR via C#》作者Jeffrey实现了一个小方法（SyncContextCallback）来简化这个步骤。

using System;
using System.Windows.Forms;
using System.Net;
using System.Threading;public class CLRviaCSharp_21
{static void Main(string[] args){MyWindowsForm mf = new MyWindowsForm();mf.ShowDialog();}
}internal class MyWindowsForm : Form
{public MyWindowsForm(){Text = "Click in the window to start a web request";Width = 800;Height = 600;}protected override void OnMouseClick(MouseEventArgs e){// 开始异步web请求Text = "web request initilized";var webreq = WebRequest.Create("http://www.baidu.com");webreq.BeginGetResponse(SyncContextCallback(ProcessWebResponse), webreq);base.OnMouseClick(e);}private void ProcessWebResponse(IAsyncResult result){var req = (WebRequest)result.AsyncState;using (var res = req.EndGetResponse(result)){// 这里改变UI元素Form的Text属性, // 这次是在UI线程执行的，SyncContextCallback中获取了UI线程的同步上下文，// 然后用Post方法调用了ProcessWebResponse函数Text = "Content length: " + res.ContentLength;}}// 大牛Jeffrey实现的SyncContextCallback方法private static AsyncCallback SyncContextCallback(AsyncCallback callback){SynchronizationContext sc = SynchronizationContext.Current;// 如果没有同步上下文，直接返回传入的东西if (sc == null) return callback;// 返回一个委托，这个委托将委托Post到捕捉到的SC中return asyncResult => sc.Post(result => callback((IAsyncResult)result), asyncResult);}
}

3. APM的优劣点

上面两个例子，可以看出APM的一些优势，第一个例子说明异步的效率高。第二个GUI的例子说明异步可以增强用户体验。

其实APM的优势总结起来有以下几点：

1. 资源利用率底(比如I/O并发读写时，线程不必等I/O完了就可以处理其他请求。这样几个线程就可以处理大量请求)
2. 垃圾回收快(线程不用等待请求的操作完成就回线程池等待了，这时的线程在它们的栈顶，垃圾回收时遍历线程查找根比较快)
3. 线程少，调试快(调试时，一旦遇到断点就会挂起所有线程。异步可以保证线程尽量少，所以调试时感觉会快)
4. 使得GUI一直保持响应(上面的GUI例子可以说明)
5. 并发执行下载，速度快(上面第一个例子可以说明)

当然，任何技术都不是完美的，有其适用的一面，也有其不适用的一面。

了解它的缺点，有时候甚至可以帮助我们更好的使用它。

APM的劣势主要有以下几点：

1. 必须将代码分成多个回调方法(执行流程不直观)
2. 避免使用实参和局部变量(实参和局部变量在回调方法中无法访问，记住回调方法在另一个线程中)
3. 许多C#构造无法使用，比如try/catch/finally，using等(因为没法在一个方法中开始try，再在它的回调方法中完成finally)
4. 有些功能很难实现，比如多个并发操作协作进行，取消和超时(比如上面例子中的更新GUI元素也很麻烦)

4. AMP使用中的注意事项

使用APM时以下几点需要注意：

1. 不要提早调用End***方法，在回调函数中再调用End***(如果提早调用，异步操作没有完成，End***会一直等待，此时相当于同步调用)
2. 调用End***且仅调用一次(异步操作初始化时分配的某些资源，必须调用End***才能释放。第二次调用End***时结果不可预测)
3. 使用相同的对象调用Begin***方法和End***方法
4. 在Begin***方法和End***方法中使用ref，out，params标记时需要注意(具体实现方法以后有空再补些例子:))
5. 不能取消异步I/O操作(启动I/O操作后，控制权交给了I/O相关硬件)
6. Begin***方法返回引用类型，无法返回值类型
7. 用于打开文件的Win32 API(CreateFile)暂时没有异步的版本
8. FileStream类在创建时就决定了是异步还是同步的方式(创建式指定异步标记，即使调用Read，也是通过Sleep来模拟同步。同样，指定了同步标记，调用BeginRead也是模拟的异步)