できる！C#で非同期処理(Taskとasync-await)

これが核心です。以下にまとめます:

• 非同期対応メソッドが存在する場合は、そのメソッドを呼び出すように切り替えます。上記では、「OpenRead」を「OpenReadTaskAsync」に変えました。目的の非同期メソッドは、「TaskやTask<T>を返すメソッドがあるかどうか」や「～Async」と命名されているメソッドがあるかどうか、を目印に探すと良いと思います。また、この理由のために、メソッド名を「～Async」と命名する慣例が生きてきます。
• TaskやTask<T>は、そのままでは戻り値T型になりません。これらの値は「await」キーワードを使う事で、戻り値を得る事が出来ます。awaitを実行している時、つまりそれが「非同期的に結果を待機している」と言う事です。
• 自分で定義したメソッド内で「await」キーワードを使った場合は、メソッド先頭に「async」キーワードを追加する必要があります。「async」キーワードの効能はそれだけです！！！ 以下のTask型云々は関係ありません。
• 非同期メソッドの戻り値は、Task型、Task<T>型、または「void」とする必要がありますが、voidは殆ど使用しません（次章）。
• 同期メソッドの戻り値の型がstringなら、Task<string>のように、ジェネリックなTask<T>型を使います。同期メソッドの戻り値がない（void）場合は、Task型（非ジェネリック）を返します。

これだけです。これだけですよ奥さん！！！ 英語の動詞変形みたいな話です。この法則だけ覚えていれば、一旦同期的にコードを書いてみて、それから非同期処理に置き換えるという「練習」が出来ます。しばらくやっていれば、最初から非同期で全部書けるようになります。

ここまで、Task.Run()も、Task.Factory.StartNew()も、Task.Start()も、Task.ContinueWith()も、Task.Wait()も、Task.Resultも出ませんでしたね？ これらを使う事はまずありません（断言）。

それでも、という方、では第二章へどうぞ。

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第二章. どこからが非同期処理となるのか

非同期処理を記述した時に、どこからが非同期処理として扱われるか、あるいは、どこからを非同期処理として扱うのか、という話です:

// これはWPFのウインドウ実装です（但し、WPFであることはあまり重要ではありません）:
public partial class MainWindow : Window
{
    // 参考:
    //   Window.Loadedイベントの定義:
    //     public event RoutedEventHandler Loaded;
    //   RoutedEventHandlerデリゲートの定義:
    //     public delegate void RoutedEventHandler(object sender, RoutedEventArgs e);

    // コンストラクタ
    public MainWindow()
    {
        InitializeComponent();

        // ウインドウ表示開始時のイベントをフックする
        this.Loaded += MainWindow_Loaded; 
    }

    // ウインドウが表示されると呼び出される
    private void MainWindow_Loaded(object sender, RoutedEventArgs e)
    {
        // 第1章で実装したReadFromUrlを呼び出して、テキストボックスに表示する
        Uri url = new Uri("https://github.com/Microsoft/dotnet/blob/master/README.md");
        string body = ReadFromUrl(url);
        textBox.Text = body;
    }
}

# XAMLは省略します。TextBoxコントロールに”textBox”という名前を付けて定義してある前提です（また、本当はデータバインディングでやるべきです）。

このコードだと、ダウンロードが完了するまで、UIが固まってしまいますね。では、これを非同期処理に対応させます:

public partial class MainWindow : Window
{
    public MainWindow()
    {
        InitializeComponent();
        this.Loaded += MainWindow_Loaded; 
    }

    // Step3: メソッド内でawaitキーワードを使ったら、メソッドの先頭でasyncを加えなければならない。
    // Step4: メソッド内でawaitキーワードを使ったら、戻り値の型はTask型で返さなければならない。
    //        しかし、Loadedイベントのシグネチャは変更できない。従って「void」のままとする。
    // Step5: 非同期処理対応メソッドは、「慣例」で「～Async」と命名する。
    //        しかし、値を返さないためawait忘れの可能性はない事と、あくまで慣例であるため
    //        ここでは「～Async」と命名しない。
    private async void MainWindow_Loaded(object sender, RoutedEventArgs e)
    {
        Uri url = new Uri("https://github.com/Microsoft/dotnet/blob/master/README.md");
        // Step1: ReadFromUrlから非同期対応のReadFromUrlAsyncに変更する。
        // Step2: ReadFromUrlAsyncがTask<string>を返すので、awaitする。
        //        awaitすると、stringが得られる。
        string body = await ReadFromUrlAsync(url);
        textBox.Text = body;
    }
}

MainWindow_Loadedメソッドと、第1章のDownloadAsyncメソッドとの違いを確かめてください。Loadedイベントのシグネチャは「RoutedEventHandler」デリゲートであり、「delegate void RoutedEventHandler(object, RoutedEventArgs)」です。つまり、戻り値を返さない「void」であることが決められています。

非同期メソッドはTask型かTask<T>型を返すべきですが、ここでは型が合いません。値を返さない場合に限り、このような非同期メソッドを「void」で定義します。

ポイント:

• 戻り値を返さず「void」と定義するメソッドは、イベントをフックしたハンドラメソッドのような場合しかありません。戻り値をvoidとした場合、呼び出し元は非同期処理の完了を追跡できず、処理結果がどうなっても感知しません（例え、非同期処理中に例外がスローされた場合も、です！）
• 逆に考えると、そもそもイベントの呼び出し元は非同期処理の結果など気にしていません（voidなので）。だから、voidとしても良い、と解釈することもできます。
• 「Task」を返そうが「void」を返そうが、「await」キーワードを使ったので「async」キーワードを追加する必要があります。

設計上の観点で見た場合、処理の開始起点が、このハンドラメソッドにある事にも注目してください。このように、呼び出し元（WPFのLoadedイベント処理）が、呼び出し先（MainWindow_Loadedメソッド）の事について感知していないような場合にのみ、呼び出し先の非同期メソッドの実装方法を（voidとすべきかどうか）考える必要があります。

コンソールアプリケーションの非同期処理ではどうでしょうか:

// コンソールアプリケーションのメインエントリポイント
// awaitを使っているのでasyncを追加する（？）
public static async void Main(string[] args)
{
    // Task型が返されるので、この処理を待機するためawaitする（？）
    await DownloadAsync();
}

第1章のDownloadAsyncメソッドを呼び出してみました。もし、この呼び出しをawaitで待機する場合、Mainメソッドの先頭にasyncと付ける必要があります。このコードは問題なくコンパイルできますが、実行すると（殆どの場合）ダウンロードが完了することなくプログラムが終了します。

Mainメソッドは、DownloadAsyncメソッドの非同期処理をawaitで待機します。しかしこれは「非同期的に待機」しているので、「Mainメソッドの処理（メインスレッド）は継続的に実行されている」のです。すると、メインスレッドはそのままMainメソッドを抜けてしまい、一瞬でプログラムが終了してしまいます。

したがって:

// コンソールアプリケーションのメインエントリポイント
public static void Main(string[] args)
{
    // Step1: Task.Wait()を使わざるを得ない。
    Task task = DownloadAsync();
    task.Wait();
}

このような場合にのみ、Task.Wait() 又は Task.Resultで待機する必要があります。GUIアプリケーション（WPF/UWP/Xamarinなど）を実装している皆さんには、まったく縁のない話なので、このことは忘れても構いません。GUIアプリケーションでTask.Wait() や Task.Resultを使うとデッドロックを起こします。

大事な事なのでもう一度: 「デッドロックします。使ってはいけません」

今Task.Wait() や Task.Resultを呼び出してうまく動いていますか？ そうですか、いつかTaskに「後ろから刺される」覚悟はしておいた方が良いでしょう…
（ここでは詳しく解説しませんが、タイミングによって発生したりしなかったりします）

awaitで待機するように記述する事を「大前提」として、そうするにはどうやって書いたらいいかを考えると良いと思います。

なお、C# 7.1以上を使うのであれば、以下のようにもっと簡単に書けます:

// コンソールアプリケーションのメインエントリポイント
// C# 7.1以上を使うなら、MainがTaskを返す事が出来る
public static async Task Main(string[] args)
{
    // 普通にawait出来る。Task.Wait()の呼び出しは不要
    await DownloadAsync();
}

この場合でも、内部的にはTask.Wait()が呼び出されたのと等価になります。従って、GUIアプリケーションでこの方法は使えません。

でも、これで晴れて完全にTask.Wait()やTask.Resultから手を切る事が出来ましたね！