13.1.2 异步下载网页
13.1.2 异步下载网页
在我们使用异步工作流来抓取网页内容之前，需要引用 FSharp.PowerPack.dll 库，它包含了许多 .NET 方法的异步版本。开发独立的应用程序时，可以使用添加引用命令；在这一章，我们将使用互动开发模式，因此，创建一个新的 F# 脚本文件，使用 #r 指令（清单 13.1）。
清单13.1 使用异步工作流写代码 (F# Interactive)
> #r "FSharp.PowerPack.dll";;
> open System.IO
open System.Net;;
> let downloadUrl(url:string) = async{ [1]
let request =HttpWebRequest.Create(url)
let! response =request.AsyncGetResponse() [2]
use response =response [3]
let stream =response.GetResponseStream()
use reader = newStreamReader(stream)
return!reader.AsyncReadToEnd() };; [4]
val downloadUrl : string ->Async<string>
导入（opening）所有必需的命名空间以后, 我们定义一个使用异步工作流程的函数，它使用 async 值作为计算生成器[1]。可以轻松地证明，它就是普通的值；在 Visual Studio 中，如果在值的后面键入一个点（.），智能感知会显示它包含的所有常用计算生成器成员，比如，Bind 和 Return，以及其他几个基本操作，我们在以后会要到。输出的类型签名显示，计算类型是 Async<string>。在后面，我们会详细讨论这个类型。
清单 13.1 中的代码，使用一次 let! 结构，执行由 F# 库所提供的异步基本操作 AsyncGetResponse。这个方法返回Async<WebResponse> 类型，因此，let! 结构组合了两个异步操作，把实际的 WebResponse 值绑定到符号 response 上。这样，一旦异步操作完成后，我们就可以使用这个值了。
在下一行[3]，使用到了use 基本操作，特定对象一旦超出作用域，就会释放。我们已经讨论过在通常 F# 程序中 use 的使用，它在异步工作流中的行为非常类似。工作流完成时，它会立即释放 HTTP 响应。我们使用值隐藏（value hiding），隐藏原来的 response 符号，声明一个将被释放新值。这是一种常用模式，因此，F# 提供了简便的方法，使用 use! 基本操作，简单地组合了 let! 和 use。既然我们知道了，就可以把上面的两行替换成一行：
use! response = request.AsyncGetResponse()
清单 13.1 的最后一行，我们使用了之前从没见过的基本操作 return![4]，它可以运行其他的异步操作（就像使用 let! 基本操作），只是当操作完成时，会返回结果，而不是指定给符号。像 do! 基本操作一样，这也是简单的语法糖（syntactic sugar）。计算生成器不需要实现任何其他的成员，编译器就可以把代码看作是这样写的（实际的转换更简单）：
let! text = reader.AsyncReadToEnd()
return text
现在，我们已经有了创建异步计算的 downloadUrl 函数，还应该确定如何用它来下载网页的内容。在清单 13.2 中可以看到，我们使用了 Async 模块中的函数来运行工作流。
清单13.2 进行异步计算 (F# Interactive)
> let downloadTask = downloadUrl("http://www.manning.com");; [1] <-- 生成异步工作流
val downloadTask : Async<string>
>Async.RunSynchronously(downloadTask);; [2] <-- 运行工作流，等待结果
val it : string = "<!DOCTYPE htmlPUBLIC "-//W3C//DTD XHTML 1.0
Transitional//EN" "http://www.w3.org/TR/xhtml1/DTD/xhtml1-tr
ansitional.dtd"><html><head>(...)"
> let tasks =
[ downloadUrl("http://www.tomasp.net");
downloadUrl("http://www.manning.com") ];;
val tasks : list<Async<string>>
> let all =Async.Parallel(tasks);; [3] <--把几个工作流组合成一个
val all : Async<string[]>
> Async.RunSynchronously(all);;
val it : string[] = [ "...";"..." ]
使用异步工作流写的代码是自动延迟的，因此，当我们执行第一行的 downloadUrl 函数，它还不会开始下载网页[1]。返回的值（Async<string> 类型）表示想要运行的计算，就像函数值表示以后可以执行的代码一样。Async 模块提供了运行工作流的方法，表 13.1 描述了其中一部分。
表 13.1 在标准 F# 库的 Async 模块中，几个处理异步工作流的基本操作
|
基本操作 |
基本操作的类型和描述 |
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RunSynchronously |
Async<‘T> –> ‘T 在当前线程中启动给定的工作流。异步操作在工作流中使用时，工作流重新开始线程，用于调用异步回调。此操作会阻塞调用者线程，并等待工作流的结果。 |
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Start |
Async<unit> –> unit 在后台（使用线程池线程）启动给定的工作流，并立即返回。工作流与随后的调用者代码并行执行。从签名可知，工作流不返回值。 |
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CreateAsTask |
Async<‘T> -> Task<‘T> 这个方法仅在 .NET 4.0 使用。它把异步工作流打包成可用于执行它的 Task<‘T> 对象。任务可以用 Start 或 RunSynchronously 方法启动，其行为类似于 Async 基本操作。要获取工作流的结果，可以使用Result 属性，如果工作流尚未完成，就会阻塞。 |
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Parallel |
seq<Async<‘a>> -> Async<array<‘a>> 得到异步工作流的集合，并返回一个工作流，以并行方式执行所有参数值。返回的工作流等待所有操作完成，然后，在一个数组中返回结果。 |
在清单 13.2 中，我们最初使用 Async.RunSynchronously[2]，阻塞了调用线程，这对于以交互方式测试工作流，非常有用。在下一步，我们创建工作流值的列表。另外，在这里，不启动任何运行。我们有了这个集合以后，就可以使用 Async.Parallel 方法[3]生成一个工作流，以并行方式，执行列表中所有工作流。这时，仍不会执行任何原始的工作流；要执行，就需要再次使用 Async.RunSynchronously，以启动组合的工作流，并等待结果。组合的工作流启动所有工作流，并等待所有的工作流都完成。
在等待整体结果时，代码仍会阻塞，但运行的效率高了，它使用 .NET 线程池来平衡运行线程的最大值。如果我们创建几百个任务，它不可能创建几百个线程，因为，这样做效率不高相反，应该使用少量的线程。当工作流使用 let! 结构，进行异步基本操作的调用时，会在系统中注册一个回调，并释放这个线程。因为 .NET 使用线程池管理线程，完成工作的线程可以重用，以启动其他的异步工作流。当我们使用异步工作流时，以并行方式运行的任务数可以远远大于直接使用的线程数。
在本章，我们需要交互地获取数据，因此，我们对以并行方式运行工作流感兴趣的是，而不在意开发响应灵敏的图形应用程序。后一类应用程序（也称为响应式应用程序（reactive applications））也很重要，我们将在第十六章讨论这个主题。现在，我们已经看到了使用异步工作流的代码，下面，就看看它们是如何实现的。
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