非同期ファイル入力出力

2025-06-17

非同期操作を使用すると、メインスレッドをブロックすることなく、リソースを集中的に使用する I/O 操作を実行できます。このパフォーマンスの考慮事項は、時間のかかるストリーム操作によって UI スレッドがブロックされ、アプリが動作していないかのように表示される Windows 8.x ストアアプリまたはデスクトップアプリで特に重要です。

.NET Framework 4.5 以降では、I/O 型には非同期操作を簡略化するための非同期メソッドが含まれています。非同期メソッドには、Async、ReadAsync、WriteAsync、CopyToAsync、FlushAsync、ReadLineAsyncなどのReadToEndAsyncが名前に含まれています。これらの非同期メソッドは、 Stream、 FileStream、 MemoryStreamなどのストリームクラス、およびストリームの読み取りまたはストリームへの書き込みに使用されるクラス ( TextReader や TextWriterなど) に実装されます。

.NET Framework 4 以前のバージョンでは、 BeginRead や EndRead などのメソッドを使用して非同期 I/O 操作を実装する必要があります。これらのメソッドは、レガシコードをサポートするために、現在の .NET バージョンで引き続き使用できます。ただし、非同期メソッドは、非同期 I/O 操作をより簡単に実装するのに役立ちます。

C# と Visual Basic にはそれぞれ、非同期プログラミング用の 2 つのキーワードがあります。

Async (Visual Basic) または async (C#) 修飾子。非同期操作を含むメソッドをマークするために使用されます。
Await (Visual Basic) または await (C#) 演算子。非同期メソッドの結果に適用されます。

非同期 I/O 操作を実装するには、次の例に示すように、これらのキーワードを非同期メソッドと組み合わせて使用します。詳細については、「 async および await を使用した非同期プログラミング (C#) 」または「Async と Await を使用した非同期プログラミング (Visual Basic)」を参照してください。

次の例では、2 つの FileStream オブジェクトを使用して、あるディレクトリから別のディレクトリに非同期的にファイルをコピーする方法を示します。 Click コントロールのButton イベントハンドラーは、非同期メソッドを呼び出しているため、async修飾子でマークされていることに注意してください。

using System;
using System.Threading.Tasks;
using System.Windows;
using System.IO;

namespace WpfApplication
{
    public partial class MainWindow : Window
    {
        public MainWindow()
        {
            InitializeComponent();
        }

        private async void Button_Click(object sender, RoutedEventArgs e)
        {
            string startDirectory = @"c:\Users\exampleuser\start";
            string endDirectory = @"c:\Users\exampleuser\end";

            foreach (string filename in Directory.EnumerateFiles(startDirectory))
            {
                using (FileStream sourceStream = File.Open(filename, FileMode.Open))
                {
                    using (FileStream destinationStream = File.Create(Path.Combine(endDirectory, Path.GetFileName(filename))))
                    {
                        await sourceStream.CopyToAsync(destinationStream);
                    }
                }
            }
        }
    }
}

Imports System.IO

Class MainWindow

    Private Async Sub Button_Click(sender As Object, e As RoutedEventArgs)
        Dim StartDirectory As String = "c:\Users\exampleuser\start"
        Dim EndDirectory As String = "c:\Users\exampleuser\end"

        For Each filename As String In Directory.EnumerateFiles(StartDirectory)
            Using SourceStream As FileStream = File.Open(filename, FileMode.Open)
                Using DestinationStream As FileStream = File.Create(EndDirectory + filename.Substring(filename.LastIndexOf("\"c)))
                    Await SourceStream.CopyToAsync(DestinationStream)
                End Using

            End Using
        Next
    End Sub

End Class

次の例は前の例と似ていますが、 StreamReader オブジェクトと StreamWriter オブジェクトを使用して、テキストファイルの内容を非同期的に読み書きします。

private async void Button_Click(object sender, RoutedEventArgs e)
{
    string UserDirectory = @"c:\Users\exampleuser\";

    using (StreamReader SourceReader = File.OpenText(UserDirectory + "BigFile.txt"))
    {
        using (StreamWriter DestinationWriter = File.CreateText(UserDirectory + "CopiedFile.txt"))
        {
            await CopyFilesAsync(SourceReader, DestinationWriter);
        }
    }
}

public async Task CopyFilesAsync(StreamReader Source, StreamWriter Destination)
{
    char[] buffer = new char[0x1000];
    int numRead;
    while ((numRead = await Source.ReadAsync(buffer, 0, buffer.Length)) != 0)
    {
        await Destination.WriteAsync(buffer, 0, numRead);
    }
}

Private Async Sub Button_Click(sender As Object, e As RoutedEventArgs)
    Dim UserDirectory As String = "c:\Users\exampleuser\"

    Using SourceReader As StreamReader = File.OpenText(UserDirectory + "BigFile.txt")
        Using DestinationWriter As StreamWriter = File.CreateText(UserDirectory + "CopiedFile.txt")
            Await CopyFilesAsync(SourceReader, DestinationWriter)
        End Using
    End Using
End Sub

Public Async Function CopyFilesAsync(Source As StreamReader, Destination As StreamWriter) As Task
    Dim buffer(4095) As Char
    Dim numRead As Integer

    numRead = Await Source.ReadAsync(buffer, 0, buffer.Length)
    Do While numRead <> 0
        Await Destination.WriteAsync(buffer, 0, numRead)
        numRead = Await Source.ReadAsync(buffer, 0, buffer.Length)
    Loop

End Function

次の例は、分離コードファイルと、Windows 8.x ストアアプリでファイルを Stream として開き、 StreamReader クラスのインスタンスを使用してその内容を読み取るために使用される XAML ファイルを示しています。非同期メソッドを使用して、ファイルをストリームとして開き、その内容を読み取ります。

using System;
using System.IO;
using System.Text;
using Windows.Storage.Pickers;
using Windows.Storage;
using Windows.UI.Xaml;
using Windows.UI.Xaml.Controls;

namespace ExampleApplication
{
    public sealed partial class BlankPage : Page
    {
        public BlankPage()
        {
            this.InitializeComponent();
        }

        private async void Button_Click_1(object sender, RoutedEventArgs e)
        {
            StringBuilder contents = new StringBuilder();
            string nextLine;
            int lineCounter = 1;

            var openPicker = new FileOpenPicker();
            openPicker.SuggestedStartLocation = PickerLocationId.DocumentsLibrary;
            openPicker.FileTypeFilter.Add(".txt");
            StorageFile selectedFile = await openPicker.PickSingleFileAsync();

            using (StreamReader reader = new StreamReader(await selectedFile.OpenStreamForReadAsync()))
            {
                while ((nextLine = await reader.ReadLineAsync()) != null)
                {
                    contents.AppendFormat("{0}. ", lineCounter);
                    contents.Append(nextLine);
                    contents.AppendLine();
                    lineCounter++;
                    if (lineCounter > 3)
                    {
                        contents.AppendLine("Only first 3 lines shown.");
                        break;
                    }
                }
            }
            DisplayContentsBlock.Text = contents.ToString();
        }
    }
}

Imports System.Text
Imports System.IO
Imports Windows.Storage.Pickers
Imports Windows.Storage

NotInheritable Public Class BlankPage
    Inherits Page



    Private Async Sub Button_Click_1(sender As Object, e As RoutedEventArgs)
        Dim contents As StringBuilder = New StringBuilder()
        Dim nextLine As String
        Dim lineCounter As Integer = 1

        Dim openPicker = New FileOpenPicker()
        openPicker.SuggestedStartLocation = PickerLocationId.DocumentsLibrary

        openPicker.FileTypeFilter.Add(".txt")
        Dim selectedFile As StorageFile = Await openPicker.PickSingleFileAsync()

        Using reader As StreamReader = New StreamReader(Await selectedFile.OpenStreamForReadAsync())
            nextLine = Await reader.ReadLineAsync()
            While (nextLine <> Nothing)
                contents.AppendFormat("{0}. ", lineCounter)
                contents.Append(nextLine)
                contents.AppendLine()
                lineCounter = lineCounter + 1
                If (lineCounter > 3) Then
                    contents.AppendLine("Only first 3 lines shown.")
                    Exit While
                End If
                nextLine = Await reader.ReadLineAsync()
            End While
        End Using
        DisplayContentsBlock.Text = contents.ToString()
    End Sub
End Class

<Page
    x:Class="ExampleApplication.BlankPage"
    xmlns="http://schemas.microsoft.com/winfx/2006/xaml/presentation"
    xmlns:x="http://schemas.microsoft.com/winfx/2006/xaml"
    xmlns:local="using:ExampleApplication"
    xmlns:d="http://schemas.microsoft.com/expression/blend/2008"
    xmlns:mc="http://schemas.openxmlformats.org/markup-compatibility/2006"
    mc:Ignorable="d">

    <StackPanel Background="{StaticResource ApplicationPageBackgroundBrush}" VerticalAlignment="Center" HorizontalAlignment="Center">
        <TextBlock Text="Display lines from a file."></TextBlock>
        <Button Content="Load File" Click="Button_Click_1"></Button>
        <TextBlock Name="DisplayContentsBlock"></TextBlock>
    </StackPanel>
</Page>

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