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F#与ASP.NET(1):基于事件的异步模式与异步Action

2010-04-02 00:09 by 老赵, 3577 visits

提高ASP.NET应用程序伸缩性的有效手段之一便是使用异步请求。而在ASP.NET MVC 1中是不能直接支持异步Action的,因此我们需要使用一些简单的Hack方式来实现这一点。不过简单的Hack毕竟无法利用ASP.NET MVC的完整功能,幸好ASP.NET MVC 2已经正式支持ASP.NET中的异步请求处理方式,并且通过一种比较易于使用的方式提供给开发人员使用。只可惜,由于语言层面的约束,这种使用方式还是有些不便,而此时便是F#的用武之地了。

基于事件的异步模式

说起.NET中的异步编程模型,.NET程序员最熟悉的应该就是Begin/End方法了。例如在WebRequest类中,便有这样一对方法:

var request = WebRequest.Create("http://blog.zhaojie.me/");
request.BeginGetResponse(ar =>
{
    var response = request.EndGetResponse(ar);
    // use the response object

}, null);

在调用WebRequest对象的BeginGetResponse方法之后,当前调用线程不会被阻塞,而在异步操作完成之后,便会调用一个回调函数(即这里使用Lambda表达式构造的代码快)进行通知,在这个回调函数中调用EndGetResponse方法便可以得到一个WebResponse对象作为结果。在这个异步操作中,由于伟大的IOCP,我们可以使用极少数的线程同时发起成千上万个连接(豪不夸张,我曾经在IIS里进行Comet试验,同时建立起超过2w个连接进行通信)。

不过,事实上在.NET中还有一种基于事件的异步模式(Event-based Asynchronous Pattern,EAP),这个编程模式也已经在《CLR via C# (3rd Edition)》中得到了正名(顺便一提,这本书我还差几十页就看完了,的确有相当大的更新,值得一看)。基于事件的异步编程的典型案例之一便是WebClient类:

var client = new WebClient();
client.DownloadStringCompleted += (sender, args) =>
{
    var html = args.Result;
    // ...
};

client.DownloadStringAsync(new Uri("http://blog.zhaojie.me/"));

基于事件的异步模式的关键便在于,它是使用事件来作为工作结束时的通知机制。它和Begin/End的异步模型有明显区别。例如,在发生错误时,对于Begin/End模型来说会在End方法调用时抛出异常,而对于基于事件的异步模式来说,它则是使用事件参数的Exception属性来告诉程序员是否有异常发生。如果Exception属性为null,则说明一切正常,否则它便返回异步调用过程中发生的异常。

在ASP.NET MVC中使用异步Action

当年我的Hack使用的是Begin/End异步编程模型,而ASP.NET MVC 2则使用了基于事件的异步模式。围绕这种模式,ASP.NET MVC的AsyncController还提供了相关的辅助方法,让异步Action的编写变得相对容易一些。这里我则直接引用MSDN上的示例来说明问题。首先,我们准备一个普通的同步Action:

public class PortalController : Controller
{
    public ActionResult News(string city)
    {
        var newsService = new NewsService();
        var headlines = newsService.GetHeadlines(city);
        return View(headlines);
    }
}

与它等价的异步Action则为:

public class PortalController : AsyncController
{
    public void NewsAsync(string city)
    {
        AsyncManager.OutstandingOperations.Increment();

        var newsService = new NewsService();
        newsService.GetHeadlinesCompleted += (sender, e) =>
        {
            AsyncManager.Parameters["headlines"] = e.Value;
            AsyncManager.OutstandingOperations.Decrement();
        };

        newsService.GetHeadlinesAsync(city);
    }

    public ActionResult NewsCompleted(string[] headlines)
    {
        return View("News", headlines);
    }
}

很显然,异步Action也是标准的二段式调用,不过这个二段式调用却由比较特别的“约定”。在ASP.NET MVC 2中使用异步Action时,首先需要继承AsyncController类,并构造XyzAsync及XyzCompleted两个方法,前者返回void,后者返回ActionResult——这便表示一个异步的Action,名为Xyz。

ASP.NET MVC 2中对于异步Action的开发也提供了一定支持,这个支持便来自于AsyncManager。在发起异步操作之前,我们可以调用其OutstandingOperations对象的Increment方法,表示需要“进行几次异步操作”。而每次异步操作结束之后,也就是在事件的处理函数中,便会调用对应的Decrement方法。这个方法表示“完成了一次异步操作”,而Decrement至零之后ASP.NET MVC便会得知所有的异步操作已经完成,于是便会调用XynCompleted方法,得到所需的ActionResult对象。

至于XyzCompleted方法所需要的参数,从代码中便可看出是通过AsyncManager的Parameters集合进行“过渡”的。这里有个不是很理想的地方,便是使用了字符串这种“弱类型”的方式,假设参数名改变,则对应的字符串也需要跟着改变。

选择Begin/End还是基于事件的异步模式?

很显然,在ASP.NET MVC中使用既可以使用Begin/End或是基于事件的异步编程模式,因为ASP.NET MVC本身只是根据AsyncManager的行为来进行异步操作。不过在ASP.NET MVC中,似乎更看重的是基于事件的异步模式。我估计,这是由于两种异步模式对于异常的行为差异所造成的吧。

正如我之前所提到的那样,在使用Begin/End异步模式时,如果出现了错误则会在End方法调用时抛出异常。要知道在回调函数中抛出异常是异步编程中最危险的情况(有没有之一?),如果没有正确地进行捕获则会让整个进程崩溃——当然,我们也可以在配置文件中设置成“忽略”,但是这明显也不妥当,例如会造成请求永远无法结束,直至超时,并且有可能造成资源泄露。与之相对,使用基于事件的异步模式则不会出现这个问题,因为在这种情况下,事件一定会被正确调用,而异常则永远安安稳稳地保存在事件参数的Exception属性中。因此,使用Begin/End则需要额外的try...catch进行保护,使用基于事件的异步编程模式则会让代码变得精简一些。

当然,用着简单,也只是因为那些异常已经被异步操作的“提供方”给处理了。试想,WebClient之所以可以通过事件参数来暴露异常,一定是因为在它内部使用了try...catch。同理,如果我们要实现一个基于事件的异步模式,例如上面的NewsService,那也一定少不了对异常进行仔细处理。

因此,该来的还是会来,想躲也躲不掉。

嗯,也该轮到F#登场了。

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本文基于署名 2.5 中国大陆许可协议发布,欢迎转载,演绎或用于商业目的,但是必须保留本文的署名赵劼(包含链接),具体操作方式可参考此处。如您有任何疑问或者授权方面的协商,请给我留言

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23 条回复

  1. Ender
    183.33.150.*
    链接

    Ender 2010-04-02 00:53:11

    深夜还在发表文章,不错。。。

  2. 链接

    景良 2010-04-02 09:07:59

    oyear,終於開始介紹f#如何派上用場了

  3. 老赵
    admin
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    老赵 2010-04-02 09:10:01

    @景良: oyear,終於開始介紹f#如何派上用場了

    我以前写的难道不是派用场的地方吗?不能因为没在搞ASP.NET就觉得没用处……

  4. 链接

    sinsaychen 2010-04-02 12:55:18

    我只是郁闷...还没进主题-.-

  5. fewfwgs
    123.91.20.*
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    fewfwgs 2010-04-02 14:38:46

    对F#实在是无爱.

  6. 老赵
    admin
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    老赵 2010-04-02 15:44:28

    @fewfwgs 对F#实在是无爱.

    当相同的事情,别人花了几个小时吭哧吭哧搞完,我只要几十分钟,可维护性还高,我实在没法不投入F#的怀抱啊,呵呵。

  7. Bill Lo
    221.4.199.*
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    Bill Lo 2010-04-02 16:27:52

    老趙開獨立Blog,評論都小了好多啊

  8. 老赵
    admin
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    老赵 2010-04-02 17:15:27

    @Bill Lo 老趙開獨立Blog,評論都小了好多啊

    访问量也少更多,变成原来的十分之一吧。所以兄弟们要帮忙宣传啊。

  9. Bill Lo
    183.33.115.*
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    Bill Lo 2010-04-02 22:33:10

    可能与内容也有关,建议多写几个热点Post 感觉F#学的人不多.现在用的人也少.

    另外IE6不能回复,提示信息"哥们,多写点吧"

  10. 老赵
    admin
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    老赵 2010-04-03 11:09:03

    @Bill Lo: 另外IE6不能回复,提示信息"哥们,多写点吧"

    居然IE6还能访问,汗一下……

  11. 链接

    andywu.zh 2010-04-03 21:29:21

    估计来这儿的,大多是有rss订阅的。

  12. zzfff
    222.53.140.*
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    zzfff 2010-04-04 01:36:57

    不好意思,还玩不转回复(登录不上?code不起?),老赵麻烦你看HTML source

  13. zzfff
    222.53.140.*
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    zzfff 2010-04-04 01:50:12

    一切都是nullable的值类型(抽象的,别想象到CLR的[物理的]值类型)

  14. zzfff
    222.53.140.*
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    zzfff 2010-04-04 02:04:18

    这是我现想的(若涉及到XML Schema就太复杂,喧宾夺主),有太多细节没说,不知老赵有没有兴趣来造门real-world的语言?自己定规则的感觉实在太fantastic了,哪怕最终结局是YY RednaxelaFX大大?

  15. zzfff
    222.53.140.*
    链接

    zzfff 2010-04-04 02:33:27

    或者这么说,XML Schema是什么?primitive datatypes(string,decimal,dataTime....specification part2)及data structure(specification part1)。有没有可能造一门XML-Specific Meta-Programming Language?

  16. 老赵
    admin
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    老赵 2010-04-04 03:47:45

    @zzfff 不好意思,还玩不转回复(登录不上?code不起?),老赵麻烦你看HTML source

    不好意思我删了啊。其实已经有实时预览了,为什么还要发那些乱七八糟的代码呢?呵呵。

    看一下这个吧:博客评论使用方式介绍

  17. zzfff
    222.53.141.*
    链接

    zzfff 2010-04-04 11:38:51

    麻烦老赵全删了,昨晚搜索structural typing,看见你对F#中的翻译,且迷思得很郁闷,故来扯淡,看来老赵是个严肃的人。若有实质进展再来share。 regards

  18. 链接

    Lex 2010-04-07 14:23:08

    看来我要更新RSS地址了

  19. 链接

    高歌 2010-04-13 16:35:17

    酒香不怕巷子深的,我的学生都听过你的大名...

    当然,现在不做培训了,离开了老赵深恶痛绝的培训机构...

  20. 老赵
    admin
    链接

    老赵 2010-04-13 19:29:36

    @高歌

    汗,你这名字怎么和我大学的美女同学一样。白激动了。

  21. taran
    222.67.59.*
    链接

    taran 2010-04-21 13:39:51

    测试一下,看看评论需要登录不

  22. alex
    116.232.83.*
    链接

    alex 2010-08-18 06:30:30

    老赵,你不觉得ms mvc里面的异步搞的有点白痴吗,他是通过action名称后面是否加async来判断的

  23. 老赵
    admin
    链接

    老赵 2010-08-18 13:59:43

    @alex

    我觉得没什么不可以啊,控制器不也是以Controller为结尾来判断的吗?

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