异步操作返回原始上下文

是什么？

在讨论同步上下文执行回调的概念时，我们首先需要了解一些基本概念：同步与异步操作、上下文以及回调函数。

1. 同步与异步操作：

   • 同步操作是指代码按照顺序依次执行，每个操作必须等待前一个操作完成才能开始。这便意味着如果有一个操作特别耗时（例如网络请求或文件读取），它会阻塞后续代码的执行。
   • 异步操作则允许程序在等待某个操作完成的同时继续执行其他任务。这通常用于提高程序的效率和响应速度，特别是在处理I/O密集型任务时。

2. 上下文：

   • 在编程中，“上下文”通常指的是程序运行时的状态或者环境，包括但不限于当前线程的信息、调用堆栈等。在某些框架或库中（如.NET中的SynchronizationContext），上下文还可能包含有关如何调度工作项到合适的线程的信息。

3. 回调函数：

   • 回调是一种编程模式，其中函数A作为参数传递给另一个函数B，并在B完成特定任务后被调用。这种机制广泛应用于异步编程中，以通知程序某个异步操作已经完成。

当提到“同步上下文中执行回调”，主要是指确保异步操作完成后，其回调函数将在最初的同步上下文中执行。这对于维护UI更新的一致性特别重要，因为在许多UI框架中，所有UI相关的操作都必须在创建它们的原始线程（通常是主线程）上执行。如果不这样做，可能会导致跨线程访问错误或其他并发问题。

例如，在C#中使用async和await关键字进行异步编程时，默认情况下，await点后的代码会在原来的同步上下文中继续执行（如果有的话）。但是，如果不希望这样，可以通过在await时指定ConfigureAwait(false)来改变这一行为，从而避免返回到原始上下文，这在开发高性能服务器应用时特别有用，因为它可以减少线程切换带来的开销。

为什么？

哪些场景需要返回原始上下文，哪些又不需要呢？

场景1：UI更新

需要返回到原始上下文

在桌面应用程序（如WPF或WinForms）中，所有UI相关的操作必须在创建它们的线程（通常是主线程）上执行。如果你从一个后台线程进行异步操作，并希望在操作完成后更新UI，则需要确保回调在原始的UI线程上执行。

private async void OnButtonClick(object sender, RoutedEventArgs e)
{// 模拟长时间运行的操作string result = await Task.Run(() => LongRunningOperation());// 这里的代码会在原始上下文中执行，即UI线程ResultTextBlock.Text = result;  // 更新UI
}private string LongRunningOperation()
{Thread.Sleep(2000);  // 模拟耗时操作return "Operation completed";
}

例子中，await默认会尝试捕获并恢复到当前的同步上下文（这里是UI线程），从而允许在不违反线程规则的情况下更新UI。

场景2：Web服务中的异步调用

不需要返回到原始上下文

在一个ASP.NET Core Web应用中处理请求时，通常不需要关心同步上下文。因为每个请求都在独立的工作线程上处理，而且没有像UI线程那样的限制。在这种情况下，可以使用ConfigureAwait(false)以避免不必要的上下文切换，这有助于提高性能。

public async Task<IActionResult> GetData()
{var data = await FetchDataFromDatabase().ConfigureAwait(false);return Ok(data);
}private async Task<string> FetchDataFromDatabase()
{// 模拟数据库访问await Task.Delay(2000);return "Some data";
}

这里使用了ConfigureAwait(false)来告诉编译器不要尝试恢复到原始上下文，这在高并发的服务端应用中特别有用，因为它减少了线程切换的开销。

场景3：事务性操作

需要返回到原始上下文

在某些情况下，比如数据库事务处理，希望所有相关操作都在同一个线程或者上下文中执行，以避免潜在的并发问题或其他事务管理复杂度。

public async Task PerformDatabaseTransaction()
{using (var transaction = new TransactionScope(TransactionScopeAsyncFlowOption.Enabled)){await UpdateDatabase().ConfigureAwait(true); // 保持在同一上下文中transaction.Complete();}
}private async Task UpdateDatabase()
{// 数据库更新逻辑await Task.Delay(500);
}

这里，为了保证事务的一致性和正确性，需要在同一个上下文中完成所有的数据库操作。