C# Task.WaitAll()如何将对象状态合并为一个?

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以一个简单的酒店实体为例:

class Hotel
{
    public int NumberOfRooms { get; set; }
    public int StarRating { get; set; }
}

请考虑以下C# 5.0代码:
public void Run()
{
    var hotel = new Hotel();
    var tasks = new List<Task> { SetRooms(hotel), SetStars(hotel) };
    Task.WaitAll(tasks.ToArray());
    Debug.Assert(hotel.NumberOfRooms.Equals(200));
    Debug.Assert(hotel.StarRating.Equals(5));
}

public async Task SetRooms(Hotel hotel)
{
    await Task.Delay(TimeSpan.FromSeconds(1)).ConfigureAwait(false);
    hotel.NumberOfRooms = 200;
}

public async Task SetStars(Hotel hotel)
{
    await Task.Delay(TimeSpan.FromSeconds(1)).ConfigureAwait(false);
    hotel.StarRating = 5;
}

两次对Debug.Assert()的调用都成功了。我不明白的是,在两个任务都完成之后,Hotel实例如何包含来自并行运行的两种方法的分配。
我原以为当调用await(在SetRooms()和SetStars()中)时,会创建一个酒店实例的“快照”(其中NumberOfRooms和StarRating均设置为0)。所以我的期望是两个任务之间会出现竞争条件,并且最后一个运行的任务将被复制回hotel,导致其中一个属性为0.
显然,我错了。您能解释一下我在await工作方面的误解吗?

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你从哪里得到“快照”这个概念的想法呢? :) - Yacoub Massad
从编译器创建的状态机的描述中我猜测...?:( - urig
1个回答

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我认为在SetRooms()和SetStars()中调用await时,会创建一个酒店实例的“快照”。
你的Hotel类是引用类型。当使用异步等待时,方法将转换为状态机,并且该状态机将变量的引用提升到其中。这意味着创建的两个状态机都指向同一个Hotel实例。没有你的Hotel的“快照”或深层复制,编译器不会这样做。

如果您想了解实际发生的情况,您可以查看编译器在转换异步方法后发出的内容:

[AsyncStateMachine(typeof(C.<SetRooms>d__1))]
public Task SetRooms(Hotel hotel)
{
    C.<SetRooms>d__1 <SetRooms>d__;
    <SetRooms>d__.hotel = hotel;
    <SetRooms>d__.<>t__builder = AsyncTaskMethodBuilder.Create();
    <SetRooms>d__.<>1__state = -1;
    AsyncTaskMethodBuilder <>t__builder = <SetRooms>d__.<>t__builder;
    <>t__builder.Start<C.<SetRooms>d__1>(ref <SetRooms>d__);
    return <SetRooms>d__.<>t__builder.Task;
}
[AsyncStateMachine(typeof(C.<SetStars>d__2))]
public Task SetStars(Hotel hotel)
{
    C.<SetStars>d__2 <SetStars>d__;
    <SetStars>d__.hotel = hotel;
    <SetStars>d__.<>t__builder = AsyncTaskMethodBuilder.Create();
    <SetStars>d__.<>1__state = -1;
    AsyncTaskMethodBuilder <>t__builder = <SetStars>d__.<>t__builder;
    <>t__builder.Start<C.<SetStars>d__2>(ref <SetStars>d__);
    return <SetStars>d__.<>t__builder.Task;
}

你可以看到,两种方法都将hotel变量提升到它们的状态机中。
引用: 我的期望是两个任务之间会存在竞争条件,最后一个运行的任务将被复制回到hotel中,导致其中一个属性为0。
现在你看到编译器实际上做了什么,你就能理解真正没有竞争条件。正在修改的是相同的Hotel实例,每个方法设置了不同的变量。

顺便提一下

也许您只是编写此代码作为示例来解释您的问题,但如果您已经创建了异步方法,我建议使用Task.WhenAll而不是阻塞的Task.WaitAll。这意味着将Run的签名更改为async Task而不是void

public async Task RunAsync()
{
    var hotel = new Hotel();
    await Task.WhenAll(SetRooms(hotel), SetStars(hotel));
    Debug.Assert(hotel.NumberOfRooms.Equals(200));
    Debug.Assert(hotel.StarRating.Equals(5));
}

谢谢@yuval-itzchakov。使用Task.WhenAll()相对于Task.WaitAll()的优势是什么? - urig
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Task.WhenAll 是非阻塞的,因此异步地将控制权交给调用方法,而不是像 Task.WaitAll 那样同步地阻塞。此外,异常处理也有所不同。请参见问题以获取更多信息。 - Yuval Itzchakov
既然我会立即在从Task.WhenAll()返回的任务上调用Wait(),那么这个优势仍然存在吗? - urig
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@YuvalItzchakov,这就是我说“如果你从UI线程执行”的原因 ;) - Thomas Levesque
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@urig,您不需要使用“Wait”进行阻塞。只需使您的操作返回一个“Task<T>”,您也可以在控制器操作中等待。 - Yuval Itzchakov
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