Neben den Gründen der technischen Anforderungen an eine Applikation, gibt es bereits seit Mitte der 2000er Jahre einen weiteren Grund, der immer mehr an Bedeutung gewonnen hat, nämlich die bessere Ausnutzung von modernen CPU-Architekturen (Multi-Cores) für ihre Beschleunigung. Um diese Technologien ausnutzen zu wollen, wurde dadurch das Schreiben von Multi-threaded Applikationen notwendig – also das Arbeiten mit mehreren Threads in Programmen.
Der Einsatz von Threads ist nützlich und sinnvoll, wenn lang andauernde Operationen stattfinden, die die Programmausführung blockieren (z.B. längere Berechnungen im Sekundenbereich, Warten auf bestimmte Bedingungen im System / Lauschen auf dem Netzwerk-Port usw.). Aber der Einsatz von klassischen Threads ist jedoch generell schwierig zu verstehen, denn ein bloßer Blick auf den Code reicht oft nicht - frei nach dem Motto: 1. Thread anlegen -> 2. Thread starten -> 3. Beten.
Die Synchronisation gemeinsam genutzter Resourcen erfordert grundsätzlich große Sorgfalt!
Der Einsatz von Threads ist beispielsweise widerum nicht sinnvoll, wenn es zu viele Abhängigkeiten zwischen den Threads gibt, denn Abhängigkeiten führen zu Blockierung von Code. In diesem Fall wartet ein Thread darauf, das ein anderer seine Arbeit beendet. Der Vorteil der asynchronen Ausführung verschwindet dann, beziehungsweise ist nicht mehr gegeben. Die Komplexität des Systems wird somit unnötig vergrößert, da viele Threads aufeinander abgestimmt werden müssen. In solchen Softwarekonstruktionen ist mitunter wochenlanges Debugging keine Seltenheit.
Dieser Umstand ist u.a. auch die Motiviation für dieses Tutorial gewesen, da ich vor nicht allzu langer Zeit bei Reviews von .NET C#-Projekten immer wieder Codeartefakte dazu fand, welche konzeptuell aus der klassischen Windows-Programmierung der 90er Jahre stammen und aus heutiger Sicht allein schon 'merkwürdig' aussehen. Mitunter kamen noch solche Konstrukte wie der Einsatz von while-Schleifen mit 'Thread.Sleep(1)', 'DoEvents()' und Ähnliches zum Einsatz, um auf die Beendigung von Vorgängen zu warten, die gerade irgendwo anders laufen.
Da das .NET-Framework seit seiner Erstveröffentlichung 2002 ordentlich gewachsen ist, sehen sich heutzutage gerade Einsteiger oder Umsteiger bereits allein mit 3 verschiedenen Implementationsmustern für die asynchrone Verarbeitung von Vorgängen konfrontiert, welche im .NET-Framework über die Jahre hinweg Einzug gehalten haben. Bevor nun auf moderne Konzepte und Hinweisen zu deren effizientem Einsatz eingegangen wird, erfolgt deshalb vorab nochmal etwas Aufklärung bezüglich der verschiedenen existierenden Features für asynchrone Programmierung unter .NET C#. Da dieser Themenkomplex ansonsten recht umfangreich ist und mittlerweile auch zahlreiche Literatur etc. dazu existiert, fokussiert sich dieses Tutorial nur auf ein paar wesentliche Punkte.