异步方法未并行运行

Question

在下面的代码中，在B方法中，代码Trace.TraceInformation("B - Started");从未被调用。

这个方法应该并行运行吗？

using System.Collections.Generic;
using System.Diagnostics;
using System.Threading.Tasks;

namespace ConsoleApplication1
{
    class Program
    {
        private static async Task A()
        {
            for (;;)
            {
            }
        }


        private static async Task B()
        {
            Trace.TraceInformation("B - Started");
        }

        static void Main(string[] args)
        {
            var tasks = new List<Task> { A(), B() };
            Task.WaitAll(tasks.ToArray());
        }
    }
}

- Fernando Silva

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也许这是繁忙等待的一种特性。A()会将CPU占用率提高到100%吗？ - MatthewMartin

我有4个处理器。其中一个占用100%。不过，它仍然应该同时运行（并行）吗？ - Fernando Silva

@FernandoSilva 请查看 Task.Run。仅添加 async 并不能使它们并行。 - Eser

@FernandoSilva：这段代码会导致编译器警告。请阅读它们，它们会准确地解释发生了什么。 - Stephen Cleary

Answer 1

简短回答

不，按照你编写的两个async方法，它们确实没有并行运行。在第一个方法中（例如循环内部），添加await Task.Yield();将使它们能够并行运行，但是根据您实际需要的情况（单线程交替执行？多线程实际并行执行？）有更合理和直接的方法。

详细回答

首先，将函数声明为async本质上并不会使它们异步运行或者做什么。它只是简化语法，以便使用异步方式 - 在此处了解更多概念：使用Async和Await的异步编程

事实上，A根本不是异步的，因为其方法体中没有一个await。第一次使用await之前的指令像常规方法一样同步运行。

从那时起，您await的对象确定接下来会发生什么，即剩余方法运行的上下文。

要强制在另一个线程上运行任务，请使用Task.Run或类似的方法。

在这种情况下，添加await Task.Yield()就可以了，因为当前同步上下文为null，这确实会导致任务调度程序（应该是ThreadPoolTaskScheduler）在线程池线程上执行剩余指令 - 某些环境或配置可能会导致您只有一个线程，因此事情仍然不会并行运行。

总结

故事的寓意是：要了解以下两个概念之间的区别：

• 并发（通过合理使用async/await实现）和
• 并行性（仅在同时进行的任务得到正确调度时发生 或者 如果您使用Task.Run，Thread等来强制执行它，在这种情况下，async的使用完全无关紧要）

- olydis

Answer 2

async关键字并不是一个神奇的开启线程的标记。它的唯一目的是让编译器知道方法可能依赖于某些异步操作（复杂的数据处理线程，I/O...），因此必须设置状态机来协调这些异步操作产生的回调函数。

要使A在另一个线程上运行，您需要使用Task.Run来调用它，该调用会将其封装在一个新线程上，并返回一个Task对象，您可以使用await来等待该对象的返回值。需要注意的是，使用await等待方法并不意味着您的代码将与A的执行自身并行：直到您await Task对象的那一行代码之前，它都会运行，告诉编译器您需要Task对象返回的值。在这种情况下，await Task.Run(A)将有效地使您的程序永远运行下去，等待A返回，除非计算机出现故障，否则永远不会发生。

请注意，将方法标记为async但实际上未等待任何内容只会导致编译器警告的效果。如果您等待的内容不是真正的异步操作（它立即使用类似Task.FromResult返回调用线程），那么这意味着您的程序会出现运行速度惩罚，但非常微小。

- Machinarius

Answer 3

不，所展示的方法并不会“同时运行”。 为什么B从未被调用——你有一个由一系列Add调用构建而成的任务列表tasks，并且首先添加的是A()的结果。由于A方法没有任何等待，它将在同一线程上同步完成。之后将调用B()。 现在A永远不会完成（它正处于无限循环中），所以代码实际上甚至不会到达B的调用。 请注意，即使创建成功，代码也永远不会完成WaitAll，因为A仍然处于无限循环中。 如果要让方法“并行运行”，则需要在新线程上隐式/显式地运行它们（即使用Task.Run或Thread.Start），或者对于I/O绑定调用，让方法通过await释放线程。

- Alexei Levenkov

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这是正确的，但它是一个非常不完整的答案。 - Machinarius

你不应该删除它，因为它以当前的形式添加了非常重要的信息。 - Machinarius