没有多线程的并发 Async/Await

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。这个概念是有道理的，但我从未在实践中看到过这种实际行为。

举个例子：

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);
    }

"No Delay" 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

"Simultaneous Delay" 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 "Simultaneous Delay" 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，因为它显然是 a) 使用线程池并根据需要分派新线程或 b) 在UI 或 ASP.NET 上下文，除非您 await "all the way up" ，否则只会在单个线程上死锁，这仅意味着神奇的附加线程正在由框架处理（并不是说它不存在） .

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，而不会陷入回调地狱……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地完成其他任务，在这种情况下，在它从您锁定的三个任务中释放后具有 Task.WhenAll.Wait 的线程，这是一个同步函数。

此外，当任务调度程序在任务上找到 Task.Delay 时，它决定任务将很长运行ning，因此它必须异步执行，而不是像 [=13] 那样同步执行=] case（是的，你在No delay case上也是await Task.Delay，但是延迟0秒，task scheduler足够聪明来区分这种case）。

由于所有任务同时恢复，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。

基本上你在问异步机制不可能的事情，你希望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什么是async，其实异步意味着多线程但是.net上的async机制足够聪明可以完成一些任务同步，以确保最大效率。

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，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 TcpClient 为例使用套接字，在 OS 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，或者如果你想进入更低级别，使用磁盘 read/write 使用 DMA 传输在不使用处理器的情况下处理数据，在这种情况下根本不需要其他线程，保留线程是一种资源浪费。

事实上，微软引入异步时的描述如下：

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时保持 UI 响应长任务，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。

没有多线程的并发 Async/Await

Concurrency without Multithreading Async/Await

c#

concurrency

multithreading

task-parallel-library