task-parallel-library - 异步/等待线程转换的好奇心

Question

我有以下简单的控制台应用程序:

class Program
{
    private static int times = 0;

    static void Main(string[] args)
    {
        Console.WriteLine("Start {0}", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);

        var task = DoSomething();
        task.Wait();

        Console.WriteLine("End {0}", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);

        Console.ReadLine();
    }

    static async Task<bool> DoSomething()
    {
        times++;

        if (times >= 3)
        {
            return true;
        }

        Console.WriteLine("DoSomething-1 sleeping {0}", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
        await Task.Run(() =>
        {
            Console.WriteLine("DoSomething-1 sleep {0}", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
            Task.Yield();
        });
        Console.WriteLine("DoSomething-1 awake {0}", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);

        Console.WriteLine("DoSomething-2 sleeping {0}", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
        await Task.Run(() =>
        {
            Console.WriteLine("DoSomething-2 sleep {0}", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
            Task.Yield();
        });
        Console.WriteLine("DoSomething-2 awake {0}", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);

        bool b = await DoSomething();
        return b;
    }
}

输出

Start 1
DoSomething-1 sleeping 1
DoSomething-1 sleep 3
DoSomething-1 awake 4
DoSomething-2 sleeping 4
DoSomething-2 sleep 4
DoSomething-2 awake 4
DoSomething-1 sleeping 4
DoSomething-1 sleep 3
DoSomething-1 awake 3
DoSomething-2 sleeping 3
DoSomething-2 sleep 3
DoSomething-2 awake 3
End 1

我知道控制台应用程序不提供 SynchronizationContext，因此任务在线程池上运行。但令我惊讶的是，当从 DoSomething 中的 await 恢复执行时，我们与在 await 中处于同一线程上。我曾假设当我们恢复执行等待方法时，我们要么返回到我们等待的线程，要么完全在另一个线程上。

有人知道为什么吗？我的示例在某些方面存在缺陷吗？

Answer 1

此行为是由于优化(这是一个实现细节)所致。

具体来说，由 await 安排的延续使用 TaskContinuationOptions.ExecuteSynchronously 标志。这在任何地方都没有正式记录，但几个月前我确实遇到过这个问题 wrote it up on my blog .

Stephen Toub 有一个 blog post that is the best documentation on how ExecuteSynchronously actually works .重要的一点是，如果该延续的任务调度程序与当前线程不兼容，ExecuteSynchronously 实际上不会同步执行。

正如您所指出的，控制台应用程序没有SynchronizationContext，因此由await 安排的任务延续将使用TaskScheduler.Current(在这种情况下是 TaskScheduler.Default，线程池任务调度程序)。

当您通过 Task.Run 启动另一个任务时，您是在线程池中明确地执行它。因此，当它到达其方法的末尾时，它会完成其返回的任务，从而导致继续执行(同步)。由于 await 捕获的任务调度器是线程池调度器(因此与 continuation 兼容)，它会直接执行下一部分 DoSomething。

请注意，这里存在竞争条件。 DoSomething 的下一部分只有在已经作为 Task.Run 返回的任务的延续附加时才会同步执行。在我的机器上，第一个 Task.Run 将在另一个线程上恢复 DoSomething，因为 Task.Run 委托(delegate)时没有附加延续完成；第二个 Task.Run 会在同一个线程上恢复 DoSomething。

所以我修改了代码，使其更具确定性；这段代码:

static Task DoSomething()
{
    return Task.Run(async () =>
    {
        Console.WriteLine("DoSomething-1 sleeping {0}", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
        await Task.Run(() =>
        {
            Console.WriteLine("DoSomething-1 sleep {0}", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
            Thread.Sleep(100);
        });
        Console.WriteLine("DoSomething-1 awake {0}", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);

        Console.WriteLine("DoSomething-2 sleeping {0}", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
        var task = Task.Run(() =>
        {
            Console.WriteLine("DoSomething-2 sleep {0}", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
        });
        Thread.Sleep(100);
        await task;
        Console.WriteLine("DoSomething-2 awake {0}", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
    });
}

(在我的机器上)显示竞争条件的两种可能性:

Start 8
DoSomething-1 sleeping 9
DoSomething-1 sleep 10
DoSomething-1 awake 10
DoSomething-2 sleeping 10
DoSomething-2 sleep 11
DoSomething-2 awake 10
End 8

顺便说一句，您对 Task.Yield 的使用不正确；你必须等待结果才能真正做任何事情。

请注意，此行为(使用 ExecuteSynchronously 的await)是未记录的实现细节，将来可能会更改。