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題記：就語言和運行時層面，C#做并發(fā)編程一點都不弱，缺的是生態(tài)和社區(qū)。

硅谷才女朱赟（我的家門）昨天發(fā)了一篇文章《為什么用 Java —— 關于并發(fā)編程》，讓大家學習了Java中如何進行并發(fā)編程的一些基本知識。作為一個將近15年的.NET程序員，我覺得有必要給大家補充介紹一下C#進行并發(fā)編程的知識（當然不會太深入講解）。這篇文章無意進行技術比較，畢竟技術只是工具（大同小異，各有千秋），主要還是看用工具的人。

并發(fā)（英文Concurrency），其實是一個很泛的概念，字面意思就是“同時做多件事”，不過方式有所不同。在.NET的世界里面，并發(fā)一般涉及如下幾個方面：

1. 多線程編程（已過時，不介紹）
2. 異步編程
3. 并行編程
4. 響應式編程
5. 數(shù)據(jù)流編程

為了支持以上編程，.NET提供了很多基礎功能，比如：委托，匿名函數(shù)，Lambda表達式，線程池，Task模型，支持并發(fā)的集合（線程安全集合和不可變集合） ，調(diào)度器，同步功能。在這里，就不對這些內(nèi)容進行介紹了，大家可以自行搜索學習。另外，對于Actor模型，.NET中也有支持，但我不認為它屬于語言/運行時層面的并發(fā)，它更像架構(gòu)層面的并發(fā)，我最后會簡單介紹。

異步編程就是使用future模式（又稱promise）或者回調(diào)機制來實現(xiàn)（Non-blocking on waiting）。

如果使用回調(diào)或事件來實現(xiàn)（容易callback hell），不僅編寫這樣的代碼不直觀，很快就容易把代碼搞得一團糟。不過在.NET 4.5（C# 5）中引入的async/await關鍵字（在.NET 4.0中通過添加Microsoft.Bcl.Async包也可以使用），讓編寫異步代碼變得容易和優(yōu)雅。通過使用async/await關鍵字，可以像寫同步代碼那樣編寫異步代碼，所有的回調(diào)和事件處理都交給編譯器和運行時幫你處理了。

使用異步編程有兩個好處：不阻塞主線程（比如UI線程），提高服務端應用的吞吐量。所以微軟推薦ASP.NET中默認使用異步來處理請求。

要詳細了解異步編程，可以參考官方文檔：https://msdn.microsoft.com/en-us/library/jj152938(v=vs.110).aspx和《Async in C# 5.0》這本書。另外，在這個官方文檔中，微軟還特意把異步編程分作了3種不同的模型：基于任務的模式（TAP）就是我上面推薦的這種，基于事件的模式（EAP）和異步編程模型（APM）我上面不推薦的事件和回調(diào)。

并行編程的出現(xiàn)實際上是隨著CPU有多核而興起的，目的是充分利用多核CPU的計算能力。并行編程由于會提高CPU的利用率，更適合客戶端的一些應用，對于服務端的應用可能會造成負面影響（因為服務器本身就具有并行處理的特點，比如IIS會并行的處理多個請求）。我自己使用并行編程最多的場景是之前分析環(huán)境數(shù)據(jù)不確定度的時候，使用并行的方式計算蒙特卡洛模擬（計算上千次之后擬合），當然后來我使用泰勒級數(shù)展開來計算不確定度，沒有這么多的計算量就無需并行了。當然在計算多方案結(jié)果比較的情況下，還是繼續(xù)使用了并發(fā)計算。

在.NET中，并行的支持主要靠.NET 4.0引入的任務并行庫和并行LINQ。通過這些庫可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)并行處理（處理方式相同，輸入數(shù)據(jù)不同，比如我上面提到的應用場景）或者任務并行處理（處理方式不同，且數(shù)據(jù)隔離）。通過使用并行處理庫，你不用關心Task的創(chuàng)建和管理（當然更不用說底層的線程了），只需要關注處理任務本身就行了。

具體的用法還是參考官方文檔：https://msdn.microsoft.com/en-us/library/dd460693(v=vs.110).aspx，當然《Parallel Programming with Microsoft .NET》這本書也行。

響應式編程最近成為了一個Buzzword，其實微軟6年前就開始給.NET提供一個Reactive Extensions了。一開始要理解響應式編程有點困難，但是一旦理解了，你就會對它的強大功能愛不釋手。簡單來說，響應式編程把事件流看作數(shù)據(jù)流，不過數(shù)據(jù)流是從IEnumable中拉取的，而事件流是從IObservable推送給你的。為什么響應式編程可以實現(xiàn)并發(fā)呢？這是因為Rx做到線程不可知，每次事件觸發(fā)，后續(xù)的處理會從線程池中任意取出一個線程來處理。且可以對事件設置窗口期和限流。舉個例子，你可以用Rx來讓搜索文本框進行延遲處理（而不用類似我很早的時候用個定時器來延遲了）。

要詳細了解Rx最好的方式就是瀏覽 IntroToRx.com 這個網(wǎng)站，當然還有官方文檔：。

數(shù)據(jù)流（DataFlow）編程可能大家就更陌生了，不過還是有些常用場景可以使用數(shù)據(jù)流來解決。數(shù)據(jù)流其實是在任務并行庫（TPL）上衍生出來的一套處理數(shù)據(jù)的擴展（也結(jié)合了異步的特性），TPL也是處理并行編程中任務并行和數(shù)據(jù)并行的基礎庫。

望文生義，TPL DataFlow就是對數(shù)據(jù)進行一連串處理，首先為這樣的處理定義一套網(wǎng)格（mesh），網(wǎng)格中可以定義分叉（fork）、連接（join）、循環(huán)（loop）。數(shù)據(jù)流入這樣的處理網(wǎng)格就能夠并行的被處理。你可以認為網(wǎng)格是一種升級版的管道，實際上很多時候就是被當作管道來使用。使用場景可以是“分析文本文件中詞頻”，也可以是“處理生產(chǎn)者/消費者問題”。

參考資料當然也是官方文檔：https://msdn.microsoft.com/en-us/library/hh228603(v=vs.110).aspx。

Scala有Akka，其實微軟研究院也推出了Orleans來支持了Actor模型的實現(xiàn)，當然也有Akka.NET可用。Orleans設計的目標是為了方便程序員開發(fā)需要大規(guī)模擴展的云服務, 可用于實現(xiàn)DDD+EventSourcing/CQRS系統(tǒng)。

那么，我為什么喜歡使用C#來做并發(fā)編程呢？顯而易見，有上面這些唾手可得的工具，使用C#同樣可以輕易開發(fā)并發(fā)程序。