TPL和async/await（线程处理）之间的区别

Question

TPL和async/await（线程处理）之间的区别

multithreadingtask-parallel-libraryasync-awaitc#-5.0

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试图理解TPL和async/await在线程创建方面的区别。

我认为TPL（TaskFactory.StartNew）类似于ThreadPool.QueueUserWorkItem，它将工作排队到线程池中的线程上。当然，除非您使用TaskCreationOptions.LongRunning来创建新线程。

我原本以为async/await也会类似地工作，因此：

TPL：

Factory.StartNew( () => DoSomeAsyncWork() )
.ContinueWith( 
    (antecedent) => {
        DoSomeWorkAfter(); 
    },TaskScheduler.FromCurrentSynchronizationContext());

Async/Await:

await DoSomeAsyncWork();  
DoSomeWorkAfter();

将是相同的。从我所阅读的来看，似乎async/await仅在某些情况下才会创建新线程。那么它什么时候会创建新线程，什么时候不会创建新线程呢？如果处理IO完成端口，我可以看到它不必创建新线程，但除此之外，我认为它必须要创建新线程。我想我的对于FromCurrentSynchronizationContext的理解一直有点模糊。我一直认为它本质上是UI线程。

- coding4fun

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实际上，TaskCreationOptions.LongRunning 并不能保证创建一个“新线程”。根据 MSDN 的说明，“LongRunning” 选项只是向任务调度器提供了一种提示，而并不保证会创建一个专门的线程。我通过困难的方式得知这一点。 - eduncan911

@eduncan911 虽然你所说的文档内容是正确的，但我曾经查看过TPL源代码，我非常确定当指定了 TaskCreationOptions.LongRunning 时，实际上总是会创建一个新的专用线程。 - Zaid Masud

@ZaidMasud：你可能需要再看一下。我知道它正在汇集线程，因为对于几百毫秒的短暂运行线程，Thread.CurrentThread.IsThreadPoolThread返回true。更不用说我使用的ThreadStatic变量渗透到多个线程中，导致各种混乱。我不得不强制我的代码新建多个Thread()，以保证专用线程。换句话说，我不能使用TaskFactory来获得专用线程。或者，您可以实现自己的TaskScheduler，始终返回专用线程。 - eduncan911

3个回答

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async/await基本上简化了ContinueWith方法（以Continuation Passing Style的形式）

它并不引入并发 - 你仍然需要自己完成这个操作（或使用框架方法的Async版本）。

因此，C#5版本为：

await Task.Run( () => DoSomeAsyncWork() );
DoSomeWorkAfter();

- Nick Butler

在我上面的示例中，DoSomeAsyncWork（async/wait版本）在哪里运行？如果它在UI线程上运行，那么它如何不会阻塞呢？ - coding4fun

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如果DoSomeWorkAsync()返回void或者不可等待的对象，那么你的await示例将无法编译。从你的第一个示例中，我认为这是一个你想在不同线程上运行的顺序方法。如果你将其更改为返回一个Task，而不引入并发，则会阻塞。从UI线程上看，它将按顺序执行，就像普通代码一样。只有当方法返回尚未完成的可等待对象时，await才会产生作用。 - Nick Butler

好的，我不会说它随意运行。您已经使用Task.Run来执行DoSomeAsyncWork中的代码，因此在这种情况下，您的工作将在线程池线程上完成。 - Michael Ray Lovett

我喜欢你回答的简洁明了。 - RBT

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所以，现在是2023年，看起来async/await仍然不是被普遍理解的，因为我最近刚刚经历了对一群人进行培训的过程……我看到了这个SO问答，并感觉需要纠正一个来自一百万年前的评论。

@Nick Butler——非常抱歉，我看到你是一个备受尊敬的SO成员，但需要更正你11年前的评论，以便那些不太熟练的人不会产生困惑；）

Nick写道：

await Task.Run( () => DoSomeAsyncWork() );
DoSomeWorkAfter();

这应该（有点）实际上是：

await Task.Run(async() => await DoSomeAsyncWorkAsync() ); // optional: .ConfigureAwait(false)
DoSomeWorkAfter();

一些注意事项：

在最初的答案中，DoSomeAsyncWork() 实际上返回一个“可等待”的对象（Task），这一点并不明显；显然，你的 IDE 和编译器会很快告诉你方法实际上返回了什么……但是人类程序员不能仅仅看一眼就知道，这就是为什么……
微软已经创建/推荐将“Async”后缀添加到方法的“自然”名称中。注意：这不是必需的，而是强烈建议人类开发者更清楚地看到 API 提供的意图（而无需）
先前提供的 lambda 本质上是同步的，即使假定嵌套方法返回的是一个 Task。Lambda 可能会让人感到困惑，因为你需要消除 Lambda 带来的工作量（以运行时效率为代价），并手动验证/理解 DoSomeAsyncWork() 的返回类型——这也说明了 MS 对注释 #2 的理由。MS 还建议始终“观察”（要么“等待”，要么保留引用，要么“丢弃”）任何方法返回的任务（有一个静态分析器 NuGet 包可以查找异步等待反模式，可以帮助处理所有这些问题）。
Lambda 中的“async”修饰符允许“等待”异步（返回 Task 的）方法。
ConfigureAwait(false)……https://devblogs.microsoft.com/dotnet/configureawait-faq/

我希望这对至少一个人有所帮助。我知道@Nick Butler很久以前就写了他的答案，甚至在我完全理解这些东西之前。我只是想为那些在2023年及以后寻求更好指导/清晰度的人提供更好的指导/清晰度。

- isandburn

网页内容由stack overflow 提供, 点击上面的

可以查看英文原文，
原文链接

- Stephen Cleary · Accepted Answer

我认为 TPL（TaskFactory.Startnew）与 ThreadPool.QueueUserWorkItem 类似，都是在线程池中排队等待工作。

基本上是这样。

根据我所了解的，异步/等待似乎只有“有时”才会创建新线程。

实际上，它从未创建过。如果您想要多线程，则必须自己实现。有一个新的 Task.Run 方法只是 Task.Factory.StartNew 的简写，这可能是在线程池上启动任务的最常见方法。

如果你处理IO完成端口，我可以看到它不必创建新线程，但否则我认为它必须这样做。

Bingo。因此，像 Stream.ReadAsync 这样的方法将在 IOCP 中创建一个 Task 包装器（如果 Stream 有一个 IOCP）。

您还可以创建一些非I/O、非CPU的“任务”。一个简单的例子是Task.Delay，它返回一个在一段时间后完成的任务。 async/await的好处在于，您可以将一些工作排队到线程池中（例如Task.Run），进行一些I/O绑定操作（例如Stream.ReadAsync），并进行其他一些操作（例如Task.Delay）...他们都是任务！它们可以被等待或像Task.WhenAll这样的组合使用。

任何返回Task的方法都可以被await - 它不必是一个async方法。因此，Task.Delay和I/O绑定操作只需使用TaskCompletionSource来创建和完成任务 - 当事件发生（超时、I/O完成等）时，唯一在线程池上执行的就是实际的任务完成。

我想我对FromCurrentSynchronizationContext的理解一直有点模糊。我总是认为它本质上是UI线程。

我写了一篇关于 SynchronizationContext 的文章 an article。大部分时间，SynchronizationContext.Current：

如果当前线程是 UI 线程，则为 UI 上下文。
如果当前线程正在服务一个 ASP.NET 请求，则为 ASP.NET 请求上下文。
否则为线程池上下文。

任何线程都可以设置自己的 SynchronizationContext，因此上述规则也有例外情况。

请注意，默认的 Task 等待程序会在当前 SynchronizationContext 不为空时将剩余的 async 方法安排在其中；否则它会在当前的 TaskScheduler 中进行。这对今天来说并不那么重要，但在不久的将来，这将是一个重要的区别。

我在我的博客上写了一篇关于async/await介绍的文章，而Stephen Toub最近发布了一个优秀的async/await常见问题解答。

关于“并发”和“多线程”，请参阅这个相关的SO问题。我会说async实现了并发，但不一定是多线程的。使用await Task.WhenAll或await Task.WhenAny很容易实现并发处理，除非您明确地使用线程池（例如Task.Run或ConfigureAwait(false)），否则可以同时进行多个并发操作（例如多个I/O或其他类型，如Delay）-而且它们不需要线程。我将这种情况称为“单线程并发”，尽管在ASP.NET主机中，您实际上可以获得“零线程并发”。这相当棒。