C# 如何进行异步文件I/O操作 - ReadAsync和WriteAsync

ReadAsync和WriteAsync需配合FileOptions.Asynchronous创建FileStream才能真正异步，否则退化为同步；推荐复用ArrayPool<byte>.Shared缓冲区，File类静态方法适合小文件但不适用于超大文件。

在 C# 中，ReadAsync 和 WriteAsync 是进行高效、非阻塞文件 I/O 的核心方法，它们基于 Stream 类（如 FileStream）提供真正的异步支持，避免线程池资源浪费，特别适合处理大文件或高并发 I/O 场景。

使用 FileStream 配合 ReadAsync 读取文件

必须用 FileOptions.Asynchronous 创建 FileStream，否则 ReadAsync 会退化为同步调用（内部通过线程池模拟异步，失去性能优势）。

• 打开文件时指定 FileOptions.Asynchronous
• 推荐配合 Memory<byte> 或 ArrayPool<byte>.Shared 复用缓冲区，减少 GC 压力
• 注意：ReadAsync 返回实际读取字节数，可能小于缓冲区长度（尤其是流末尾或网络文件）

using var fs = new FileStream("data.bin", FileMode.Open, FileAccess.Read, FileShare.Read, bufferSize: 4096, useAsync: true);
var buffer = new byte[8192];
int bytesRead = await fs.ReadAsync(buffer, CancellationToken.None);

使用 WriteAsync 写入文件的正确姿势

和读取一样，写入也依赖底层 FileStream 是否启用异步模式。未启用时，WriteAsync 同样会同步执行。

• 创建 FileStream 时必须传入 useAsync: true（即 FileOptions.Asynchronous）
• 可直接写入 ReadOnlyMemory<byte>，无需复制到数组
• 若需确保数据落盘，调用 await fs.FlushAsync()；但频繁刷盘影响性能，应按需使用

using var fs = new FileStream("output.txt", FileMode.Create, FileAccess.Write, FileShare.None, 4096, useAsync: true);
var data = Encoding.UTF8.GetBytes("Hello async world!");
await fs.WriteAsync(data, CancellationToken.None);
await fs.FlushAsync(); // 可选：强制写入磁盘

更简洁：File类的高级异步封装

.NET 提供了开箱即用的异步静态方法，内部已正确配置 FileStream，适合简单场景（如读写整个小文件）。

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• File.ReadAllTextAsync / File.WriteAllTextAsync：自动处理编码与流生命周期
• File.ReadAllBytesAsync / File.WriteAllBytesAsync：适合二进制内容
• ⚠️ 注意：这些方法会将整个文件加载到内存，不适用于超大文件（>100MB）

string content = await File.ReadAllTextAsync("config.json");
await File.WriteAllTextAsync("log.txt", "Done at " + DateTime.Now);

异常与取消处理不能少

异步 I/O 操作可能因磁盘满、权限不足、路径不存在等失败，且支持 CancellationToken 主动中断。

• 始终用 try-catch 捕获 IOException、UnauthorizedAccessException 等常见异常
• 把 CancellationToken 传给所有 Async 方法，响应用户取消或超时
• 注意：取消操作本身可能抛出 OperationCanceledException，需单独处理

try
{
    await fs.WriteAsync(buffer, cancellationToken);
}
catch (OperationCanceledException)
{
    // 用户主动取消
}
catch (IOException ex)
{
    // 文件系统错误
}

基本上就这些。关键点就两个：用对 FileStream 的构造参数，别忘了传 useAsync: true；再就是合理使用缓冲区和取消令牌。不复杂但容易忽略。

以上就是C# 如何进行异步文件I/O操作 - ReadAsync和WriteAsync的详细内容，更多请关注php中文网其它相关文章！