不等待异步调用仍然是异步的，对吗？

Question

如果这是一个愚蠢的问题（或者是重复的问题），请原谅。

我有一个函数A：

public async Task<int> A(/* some parameters */)
{
    var result = await SomeOtherFuncAsync(/* some other parameters */);

    return (result);
}

我还有另一个函数B，调用A但不使用返回值：

public Task B(/* some parameters */)
{
    var taskA = A(/* parameters */); // #1

    return (taskA);
}

注意，B没有声明为async，也没有等待对A的调用。对A的调用不是一个“fire-and-forget”（点火并忘记）的调用 - B是这样被C调用的：

public async Task C()
{
    await B(/* parameters */);
}

注意，在#1处没有使用await。我的同事声称这使得调用A同步，并且他不断提供Console.WriteLine日志，看起来证明了他的观点。

我试图指出，仅仅因为我们没有在B内等待结果，任务链仍然被等待，而且由于我们没有等待它，所以A内部代码的性质并不会改变。既然不需要从A获取返回值，就没有必要在调用点等待任务，只要任务在链的某个位置被等待(这发生在C中)。

我的同事非常坚持己见，我开始怀疑自己。我的理解是否错误？

- xxbbcc

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我很乐意看到Console.WriteLine的代码，它似乎证明这是同步的。 - juharr

“Insistent”并非与“明显正确”相同。您的同事可能是对的，也可能完全错误。（您构造的示例也可能在整个操作中省略了其他内容。）从方程式中排除个性因素，并创建一个测试来展示您期望代码正在执行的操作。这种情况下，立即结束的控制台应用程序（不读取输入）尤其有用，因为如果异步操作需要一些时间而且没有被等待，则在可以观察到该操作的任何副作用之前，应用程序会终止。 - David

@David，上周在一个问题中有一个很好的例子，只不过是因为Main方法是async void，所以框架不知道是否还有任务在运行并终止了程序。尽管框架没有等待它，但它仍在异步运行。 - Gabriel Luci

@GabrielLuci：很好的例子。我曾经看到一些有趣的“测试”，我的同事们也是这样坚持不懈，我会收藏下面Eric Lippert的答案，以备将来发生这种情况时参考。在之前的一个项目中，有一个程序员确信他的“发送并忘记”的代码（将异步操作隐藏在同步接口后面并从未等待它）总是有效的，因为它在他的WinForms应用中“工作”了。但这只是巧合，因为该操作“工作”的时间正好是他关闭应用程序的时间。在控制台应用程序中，该操作永远不会完成。 - David

@David 啊，我明白你的意思了。这个例子只是在简化函数名称、删除与问题无关的日志和逻辑方面进行了编造。否则，这就是我与同事讨论过的实际代码。 - xxbbcc

Answer 1

抱歉如果这是个愚蠢的问题。

这不是一个愚蠢的问题，它是一个重要的问题。

我有一个同事声称这会使调用A异步化，并且他一直在使用Console.WriteLine日志来证明他的观点。

那就是根本的问题所在，你需要教育你的同事，让他们停止误导自己和其他人。在C#中，没有所谓的异步调用。调用永远不会是异步的。跟我说：在C#中，调用不是异步的。在C#中，当你调用一个函数时，在计算完所有参数之后，该函数立即被调用。

如果你的同事或你认为有异步调用这样的事情，那么你将面临痛苦的世界，因为你对异步工作方式的信仰将与现实非常脱节。

那么，你的同事是正确的吗？当然是的。调用A是同步的，因为所有函数调用都是同步的。但是，他们相信存在“异步调用”的事实意味着他们在C#中对异步工作原理的认识是错误的。

如果特别是你的同事认为await M()会使对M()的调用“异步化”，那么你的同事是大错特错了。await是一个运算符。确实是一个复杂的运算符，但它是一个运算符，并且作用于值。await M()和var t = M(); await t;是一样的。等待发生在调用之后，因为await作用于返回的值。await不是编译器“生成对M()的异步调用”的指令或任何类似的东西；异步调用不存在。

如果这是他们错误信仰的本质，那么你有机会告诉你的同事await的含义。await意味着简单而强大的事情。它的意思是：

- 查看我正在操作的任务。 - 如果任务异常完成，则抛出该异常。 - 如果任务正常完成，则提取该值并使用它。 - 如果任务未完成，则将该方法的其余部分注册为等待任务的继续，并返回表示此调用的不完整异步工作流程的新任务到我的调用者。

那就是await所做的全部内容。它只是检查任务的内容，如果任务未完成，则会说“好吧，在该任务完成之前，我们无法在此工作流程上取得任何进展，因此返回给我的调用者，他将为此CPU找到其他事情做”。

引用：“A”内部代码的性质并不因为我们不等待它而改变。

这是正确的。我们同步调用A，它返回一个Task。调用站点后的代码直到A返回才运行。 A有趣的地方在于A允许向其调用者返回不完整的Task，该任务表示异步工作流中的节点。 工作流已经是异步的，正如您所指出的，对于A来说，您对其返回值进行的任何操作都没有影响，即使在它返回后你不知道是否会await返回的Task。 A只要能运行就会一直运行，然后它会返回一个已正常完成的任务、已异常完成的任务或不完整的任务。但是，调用站点上执行的任何操作都不会改变这一点。

引用：“由于不需要从A返回值，因此在调用站点不需要等待任务。”

正确。

引用：“只要链条上有人等待它（在C中发生），在调用站点就不需要等待任务。”

现在你把我弄丢了。为什么有人必须等待A返回的Task？说出你为什么认为某人需要await该Task，因为你可能有错误的信念。 引用：“我的同事非常坚持，我开始怀疑自己。我的理解是否有误？”

你的同事几乎肯定是错的。你的分析在你说每个Task都需要await的那个部分似乎是正确的，但这并不正确。不await一个Task是很奇怪的，因为这意味着你编写了一个程序，在这个程序中你启动了一项操作，但并不关心它何时或如何完成，这确实让人感觉不太好。但并没有要求每个Task都必须await。如果你认为有这种要求，请再次说明你的想法，我们会搞清楚的。

- Eric Lippert

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@GabrielLuci：一点也不难。在C#中，调用非常简单。控制权离开调用者，进入被调用者，并且保留在被调用者中，直到被调用者返回或抛出异常。异步方法很特殊，因为它们可以在工作流程完成之前返回。这是如何实现的？当它们这样做时，它们会创建一个委托，当调用该委托时，从离开的地方恢复工作流程，而该委托是返回任务的续集。当任务完成时，将调用续集并恢复工作流程。 - Eric Lippert

@GabrielLuci: 但是 异步方法可以在其工作流程完成之前返回 的事实并不改变 控制权仍然在调用方，直到它返回。 它怎么可能不是呢？ 线程只有 一个 控制点; 这就是线程的本质！ - Eric Lippert

没错，在实践中可以进行一些优化。但是从概念上来看，将继续作为一个委托来设想，它会神奇地接替工作流的位置，这更加清晰明了。 - Eric Lippert

@EricLippert 我也很抱歉，我觉得随意使用“调用”这个词给你留下了我认为函数调用可以是异步的印象 - 实际上，我并不这样认为。我想我可能应该使用“工作流”代替，就像你所做的那样。我认为你正确地假设我的同事认为await使调用异步化（我有几个类似信仰的同事）。正是他的坚持（我认为是错误的，但无法想到快速的方法来证明它）以及一些控制台输出让我质疑自己的理解。谢谢。 - xxbbcc

@GabrielLuci 我认为在日常讨论中，有意识地区分“调用”和“工作流程”是很困难的 - 我认为Eric与编译器的历史使他更容易这样做。我经常谈论“异步调用”，即使我了解语句如何逐个执行函数。(我不得不重写这条评论3次以求精确，但我仍然不确定我写出了我想说的话。) - xxbbcc

Answer 2

你是对的。创建任务仅完成此操作，并不关心谁会等待其结果以及何时等待其结果。尝试在 SomeOtherFuncAsync 中加入 await Task.Delay(veryBigNumber);，控制台输出应该与你预期的一样。

这被称为省略，我建议你阅读这篇博客文章，您可以了解为什么应该或者不应该这样做。

同时，还有一个最小化（有点复杂）的例子复制你的代码，证明你是正确的：

class Program
    {
        static async Task Main(string[] args)
        {
            Console.WriteLine($"Start of main {Thread.CurrentThread.ManagedThreadId}");
            var task = First();
            Console.WriteLine($"Middle of main {Thread.CurrentThread.ManagedThreadId}");
            await task;
            Console.WriteLine($"End of main {Thread.CurrentThread.ManagedThreadId}");
        }

        static Task First()
        {
            return SecondAsync();
        }

        static async Task SecondAsync()
        {
            await ThirdAsync();
        }

        static async Task ThirdAsync()
        {
            Console.WriteLine($"Start of third {Thread.CurrentThread.ManagedThreadId}");
            await Task.Delay(1000);
            Console.WriteLine($"End of third {Thread.CurrentThread.ManagedThreadId}");
        }
    }

这段代码在End of third之前输出了Middle of main，证明它确实是异步执行的。此外，您可以（很可能）看到函数的结尾运行在不同的线程上而不是程序的其他部分。由于这些内容是同步的（主函数开始，调用函数链，第三个函数返回（它可能在带有await关键字的行返回），然后主函数继续，好像从未涉及异步函数一样），因此始终会在同一个线程上运行主函数的开始和中间部分。在两个函数中await关键字之后的结束部分可能在ThreadPool中的任何线程上（或者您正在使用的同步上下文中）运行。

现在值得注意的是，如果Third中的Task.Delay没有花费太长时间并且实际上同步完成，则所有这些都将在单个线程上运行。更重要的是，即使它以异步方式运行，它也可能全部在单个线程上运行。没有规定异步函数将使用多个线程，它完全可以在等待某些I/O任务完成时执行其他工作。

- Ordoshsen

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您可以在每个步骤中打印线程 ID 以跟踪执行流程 Console.WriteLine("StepX" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);。 - Kalten

@Kalten 我添加了它，但重要的是要注意，异步并不意味着并行，线程可能是相同的。 - Ordoshsen