當我們寫程式時，有時候需要「等一個外部動作」完成，例如：

• 從 API 下載股票資料
• 存取檔案或資料庫
• 網路請求

如果用一般的同步程式，整個程式會在等待時「卡住」。
為了避免這種情況，我們可以用 非同步程式設計 (async/await)。

為什麼需要非同步？

來看一個同步程式的例子：

using System;
using System.Threading;

class Program
{
    static void Main()
    {
        Console.WriteLine("開始下載資料...");
        Thread.Sleep(3000); // 模擬耗時 3 秒
        Console.WriteLine("下載完成！");
    }
}

執行時，畫面會停住 3 秒，才能繼續往下跑。
這在桌面應用程式（WPF）中會讓 UI 卡住，使用者無法操作。

C# 的非同步（asynchronous）主要是透過 async 與 await 關鍵字來實現，讓程式在遇到耗時的工作（例如 I/O 操作、網路請求、資料庫查詢）時，不會阻塞整個執行緒。

核心概念

1. 非同步方法 (async 方法)

   • 使用 async 關鍵字修飾。
   • 通常會回傳 Task 或 Task<T>，若沒有回傳值則可以用 Task，特殊情況可以用 void（像事件處理函式）。

2. 等待工作完成 (await)

   • await 關鍵字會等待一個 Task 完成，但不會阻塞目前執行緒。
   • 在等待的同時，控制權會被還給呼叫端，讓系統能處理其他工作。

3. 背景工作與資源利用

   • 適合處理耗時操作，例如下載檔案或呼叫 API。
   • 避免 GUI 卡住或伺服器 thread pool 被塞滿。

優點

• 提升效能：允許多個 I/O 操作同時進行。
• 更好的使用者體驗：UI 不會卡死。
• 程式碼可讀性高：相比 callback 或 Thread，更直觀。

Task 與 async/await

C# 提供 Task 與 async/await 來處理非同步。

using System;
using System.Threading.Tasks;

class Program
{
    static async Task Main(string[] args)
    {
        Console.WriteLine("開始下載資料...");
        await DownloadDataAsync();
        Console.WriteLine("下載完成！");
    }

    static async Task DownloadDataAsync()
    {
        await Task.Delay(3000); // 模擬等待 3 秒
    }
}

這裡有幾個重點：

1. Main 改成 async Task Main，允許使用 await。
2. DownloadDataAsync 回傳 Task，代表它是非同步方法。
3. await Task.Delay(3000) 模擬等待 3 秒，但程式不會「卡住 UI」。

實戰：模擬下載股票資料

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Threading.Tasks;

class Program
{
    static async Task Main(string[] args)
    {
        Console.WriteLine("準備下載股票清單...");
        List<string> stocks = await GetStockListAsync();
        Console.WriteLine("下載完成！");

        foreach (var s in stocks)
        {
            Console.WriteLine(s);
        }
    }

    static async Task<List<string>> GetStockListAsync()
    {
        await Task.Delay(2000); // 模擬網路延遲
        return new List<string> { "2330 台積電", "2303 聯電", "2317 鴻海" };
    }
}

執行時：

1. 會立即顯示「準備下載股票清單...」
2. 模擬等候 2 秒
3. 顯示下載完成，並印出股票清單

小結

今天我們學會了：

• 為什麼需要非同步：避免程式卡住
• Task、async、await 的基本用法
• 模擬下載股票資料的範例

參考資料:https://learn.microsoft.com/zh-tw/dotnet/csharp/asynchronous-programming/