c# - 在 for 中使用 await Task.Delay 会降低性能

Question

假设我想开始大约每秒平均分配 N 个任务。

所以我试了一下:

public async Task Generate(int numberOfCallsPerSecond) 
{
    var delay = TimeSpan.FromMiliseconds(1000/numberOfCallsPerSecond); // a call should happen every 1000 / numberOfCallsPerSecond miliseconds
    for (int i=0; i < numberOfcallsPerSecond; i++) 
    {
        Task t = Call();  // don't wait for result here
        await Task.Delay(delay);
    }
}

起初我预计它会在 1 秒内运行，但对于 numberOfCallsPerSecond = 100，在我的 12 核 CPU 上它需要 16 秒。似乎 await Task.Delay 增加了很多开销(当然，如果没有它，调用的生成将在 3 毫秒内发生。

没想到在这种场景下await会增加这么多的开销。这正常吗？

编辑:

请忘记 Call()。运行此代码会显示类似的结果:

public async Task Generate(int numberOfCallsPerSecond) 
{
var delay = TimeSpan.FromMiliseconds(1000/numberOfCallsPerSecond); // a call should happen every 1000 / numberOfCallsPerSecond miliseconds
for (int i=0; i < numberOfcallsPerSecond; i++) 
{
    await Task.Delay(delay);
 }
}

我尝试使用 numberOfCallsPerSecond = 500 运行它，它大约需要 10 秒，我预计 Generate 大约需要 1 秒，而不是 10 倍多

Answer 1

Task.Delay 是轻量级但不准确。由于没有延迟的循环完成得更快，听起来您的线程正在空闲并使用操作系统 sleep 来等待计时器结束。定时器根据操作系统线程调度量程(在执行线程抢占的同一个中断处理程序中)进行检查，默认为16ms。

您可以使用 timeBeginPeriod 减少量程，但如果您需要速率限制而不是精确计时，更好(更节能)的方法是跟踪耗时(秒表 class 对此有好处)和调用次数，并且仅在调用 catch 耗时时才延迟。总体效果是您的线程每秒将唤醒约 60 次，并且每次启动一些工作项。如果您的 CPU 忙于处理其他事情，当您重新获得控制权时，您将启动额外的工作项目——尽管如果您需要的话，限制一次启动的项目数量也非常简单。

public async Task Generate(int numberOfCallsPerSecond) 
{
    var elapsed = Stopwatch.StartNew();
    var delay = TimeSpan.FromMilliseconds(1000/numberOfCallsPerSecond); // a call should happen every 1000 / numberOfCallsPerSecond milliseconds
    for (int i=0; i < numberOfcallsPerSecond; i++) 
    {
        Call();  // don't wait for result here
        int expectedI = elapsed.Elapsed.TotalSeconds * numberOfCallsPerSecond;
        if (i > expectedI) await Task.Delay(delay);
    }
}