c# - 对 c# 的 async/await 的控制流感到困惑

Question

我正在学习 async/await ，并且对 MSDN 的 await 的解释感到困惑:" await 操作符暂停执行，直到 GetByteArrayAsync 方法的工作完成。同时，控制权返回给 GetPageSizeAsync 的调用者

我不明白的是，“返回”是什么意思？起初，我相信当一个线程(比如 UI 线程)到达“await”关键字时，系统会创建一个新线程(或从 threadPool 获取一个线程)来执行其余的代码，并且 UI 线程可以返回调用者方法并执行其余部分。

但现在我知道“await”永远不会创建线程。

我写了一个演示:

class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        new Test().M1();
        Console.WriteLine("STEP:8");
        Console.Read();
    }
}

class Test
{
    public async void M1()
    {
        Console.WriteLine("STEP:1");
        var t = M2();
        Console.WriteLine("STEP:3");
        await t;
    }
    public async Task<string> M2()
    {
        Console.WriteLine("STEP:2");
        string rs = await M3();//when the thread reaches here,why don't it return to M1 and execute the STEP:3 ??
        Console.WriteLine("STEP:7");
        return rs;

    }

    public async Task<string> M3()
    {
        Console.WriteLine("STEP:4");
        var rs = Task.Run<string>(() => {
            Thread.Sleep(3000);//simulate some work that takes 3 seconds
            Console.WriteLine("STEP:6");
            return "foo";
        });
        Console.WriteLine("STEP:5");
        return await rs;
    }
}

这个演示打印了一些代表执行流程的标签，我认为它会是

第1步

第2步

步骤:3

第四步

步骤:5

步骤:6

步骤:7

步骤:8

(按顺序从 1 到 8)，

但实际结果是:
Figure 1

第1步

第2步

第四步

步骤:5

步骤:3

步骤:8

步骤:6

步骤:7

如果像MSDN的解释一样，控制权返回到M1并打印“STEP 3”，我绝对错了，那么到底发生了什么？

提前致谢

Answer 1

只是为了摆脱它，不能保证在任何特定的 await除了继续执行其余代码之外，我们将做任何事情。但是，在 MSDN 中的示例和您自己的示例中，我们将始终在 await 处等待。点。

所以，我们到达了一个点，我们有 await z我们决定等待。这意味着 a) 那 z尚未完成(无论 z 完成意味着什么都不是我们现在关心的事情)和 b) 目前我们没有有用的工作要做。

希望通过上面的内容，您可以明白为什么“创建一个新线程”或任何类似的事情是没有必要的，因为就像我刚才所说的那样，没有任何有用的工作要做。

不过，在我们从我们的方法返回控制权之前，我们要让一个延续入队。 async机器能够表达“当 z 完成时，安排此方法的其余部分从我们的 await 点继续”。

在这里，诸如同步上下文和 ConfigureAwait变得相关。我们正在运行的线程(以及我们即将放弃控制的线程)在某些方面可能是“特殊的”。它可能是 UI 线程。它目前可能对某些资源具有独占访问权限(想想 ASP.Net pre-Core 请求/响应/ session 对象)。

如果是这样，希望提供特殊性的系统已经安装了同步上下文，并且通过它我们也能够获得“当我们恢复执行此方法时，我们需要具有与以前相同的特殊情况” .所以例如我们可以继续在 UI 线程上运行我们的方法。

默认情况下，在没有同步上下文的情况下，会找到一个线程池线程来运行我们的延续。

注意，如果一个方法包含多个 await需要等待的 s，在第一次等待之后，我们将作为链式延续运行。我们最初的调用者在我们第一次获得了他们的上下文 await编。

在您的样本中，我们有三个 await点，它们三个都会等待并导致我们将控制权交还给我们的调用者(而且我们在一个方法中没有多个 await 需要担心)。归根结底，所有这些等待都在等待 Thread.Sleep完成(现代 async 代码中的糟糕形式应该使用 TaskDelay 代替)。所以任何 Console.WriteLine s 出现在 await 之后在那个方法中会被延迟。

然而，M1是 async void ，最好避免在事件处理程序之外进行。 async void方法是有问题的，因为它们无法确定何时完成。
Main电话M1打印 1然后拨打 M2 . M2版画 2然后拨打 M3 . M3版画 4 , 创建一个新的 Task , 版画 5只有这样，它才能放弃控制。正是在这一点上，它创建了一个 TaskCompletionSource这将代表其最终完成，获得 Task从它，并返回。

请注意，仅当调用 M3 时返回我们击中了 await在 M2 .我们也必须在这里等，所以我们做的几乎和M3一样。并返回 Task .

现在 M1终于有了Task可以await在。但在此之前，它会打印 3 .它将控制权返回给 Main现在打印 8 .

万世之后，Thread.Sleep在 rs在 M3运行完成，我们打印 6 . M3标记其返回 Task完成后，没有更多的工作要做，因此退出，没有进一步的延续安排。
M2现在可以恢复和它的await并打印 6 .这样做之后，它的 Task已完成并M1终于可以恢复打印7 .
M1没有 Task标记为完整，因为它是 async void .