c# - 没有多线程异步/等待的并发

Question

在大多数教程中都非常强调 async/await 与多线程无关；单个线程可以分派(dispatch)多个 I/O 操作，然后在它们完成时处理结果，而无需创建新线程。这个概念很有道理，但我从未在实践中看到过这种实际行为。

以下面的例子为例:

static void Main(string[] args)
{
    // No Delay
    // var tasks = new List<int> { 3, 2, 1 }.Select(x => DelayedResult(x, 0));

    // Staggered delay
    // var tasks = new List<int> { 3, 2, 1 }.Select(x => DelayedResult(x, x));

    // Simultaneous Delay
    // var tasks = new List<int> { 3, 2, 1 }.Select(x => DelayedResult(x, 1));

    var allTasks = Task.WhenAll(tasks);
    allTasks.Wait();

    Console.ReadLine();
}

static async Task<T> DelayedResult<T>(T result, int seconds = 0)
{
    ThreadPrint("Yield:" + result);
    await Task.Delay(TimeSpan.FromSeconds(seconds));
    ThreadPrint("Continuation:" + result);
    return result;
}

static void ThreadPrint(string message)
{
    int threadId = Thread.CurrentThread.ManagedThreadId;
    Console.WriteLine("Thread:" + threadId + "|" + message);
}

“无延迟”仅使用一个线程并立即执行延续，就好像它是同步代码一样。看起来不错。

Thread:1|Yield:3
Thread:1|Continuation:3
Thread:1|Yield:2
Thread:1|Continuation:2
Thread:1|Yield:1
Thread:1|Continuation:1

“Staggered Delay”使用两个线程。我们已经离开了单线程世界，并且在线程池中创建了绝对新的线程。至少用于处理延续的线程被重用，并且处理按照完成的顺序而不是调用的顺序进行。

Thread:1|Yield:3
Thread:1|Yield:2
Thread:1|Yield:1
Thread:4|Continuation:1
Thread:4|Continuation:2
Thread:4|Continuation:3

“同时延迟”使用...4 个线程!这并不比常规的旧多线程更好；事实上，更糟糕的是，在 IL 的幕后隐藏着一个丑陋的状态机。

Thread:1|Yield:3
Thread:1|Yield:2
Thread:1|Yield:1
Thread:4|Continuation:1
Thread:7|Continuation:3
Thread:5|Continuation:2

请提供仅使用一个线程的“同步延迟”的代码示例。我怀疑没有一个......这回避了为什么 async/await 模式被宣传为与多线程无关的问题，而它显然是 a) 使用 ThreadPool 并将新线程分派(dispatch)为必要或 b) 在 UI 或 ASP.NET 上下文中，简单地死锁在单个线程上，除非你等待“一直向上”，这只是意味着框架正在处理神奇的附加线程(不是它不存在) .

恕我直言，async/await 是一个很棒的抽象，它可以在任何地方使用延续来实现高可用性，而不会陷入回调 hell ……但我们不要假装我们正在以某种方式躲避多线程。我错过了什么？

Answer 1

您在发布的代码中强制使用多线程。

当您等待 Task.Delay 时，如果任务调度程序决定它必须异步运行，当前线程将被释放以完成其他任务，在这种情况下，在它从您锁定该线程的三个任务中释放后Task.WhenAll.Wait 是一个同步函数。

此外，当任务调度程序在任务上找到 Task.Delay 时，它决定任务将长时间运行，因此它必须异步执行，而不是像 No delay 那样同步执行 情况(是的，您还在 No delay 情况下等待 Task.Delay，但是延迟 0 秒，任务调度程序足够聪明，可以区分这一点例)。

当所有任务同时恢复时，任务调度程序发现第一个线程被占用，因此它为第一个恢复的任务创建一个新线程，然后下一个任务看到两个线程都被占用，依此类推。

基本上，您是在向异步机制提出不可能的要求，您希望这些方法在一个线程中执行时并行执行。

另外，async 并没有宣布与多线程无关，如果有人这么说那他不明白async 是什么，实际上异步意味着多线程但是.net 上的async 机制足够聪明，可以同步完成一些任务确保最大效率。

它可以被宣布为线程高效，就好像一个线程正在等待每个示例的 I/O 操作一样，它可以用于其他任务而无需完全锁定该线程什么都不做，以使用 Socket 的 TcpClient 为例，在操作系统级别，套接字使用完成线程，因此保留该线程什么都不做是完全低效的，或者如果您想进入更低级别，请进行磁盘读/写，它使用 DMA 传输数据而不使用处理器，在这种情况下不根本不需要其他线程，保留线程是一种资源浪费。

事实上，从微软引入异步时的描述来看:

Visual Studio 2012 introduces a simplified approach, async programming, that leverages asynchronous support in the .NET Framework 4.5 and the Windows Runtime. The compiler does the difficult work that the developer used to do, and your application retains a logical structure that resembles synchronous code. As a result, you get all the advantages of asynchronous programming with a fraction of the effort.

此外，在 UI 线程上使用异步不会锁定线程，这就是好处，UI 线程将被释放并在等待长任务时保持 UI 响应，而不是手动编程多线程和同步功能异步机制会为您处理一切。