为什么在.NET Core中，Task.Wait()与Console.WriteLine()的行为不符合预期？

Question

我想更好地了解异步编程的基础知识，因此我创建了以下代码片段：

private void TaskContinuations()
{
    // Task for counting prime numbers
    Task<int> primeNumberTask = Task.Run(() =>
        Enumerable.Range(2, 3000000)
        .Count(n =>
            Enumerable.Range(2, (int)Math.Sqrt(n) - 1)
            .All(i => n % i > 0)));

    var awaiter = primeNumberTask.GetAwaiter();

    // primeNumberTask.Wait(); // Option 1: Waiting but not printing (rather unexpected here)

    awaiter.OnCompleted(() => 
    {
        var result = awaiter.GetResult();
        Console.WriteLine(result);
    });

    //primeNumberTask.Wait(); // Option 2: Waiting but not printing (kind of expected here)

    Console.Read(); // Option 3: Works and prints as expected
}

我知道我需要防止主UI任务停止以避免终止后台任务。因此，Console.Read();会阻塞UI线程，并且如果在质数任务完成之前没有按键，则控制台中的输出将正确显示216816。到这里都很清楚。

因此，我认为调用Wait();会产生相同的效果（至少在OnCompleted回调之前调用），即主UI任务会阻塞并等待质数任务完成。确实会发生这种情况，但无论是选项1还是选项2，主线程都会等待然后终止而没有任何输出。

为什么会这样？ 我的预期行为如下（可能有些偏差，因此我的问题）

1. 主UI线程等待/阻塞任务直到它完成，订阅已完成的任务，因此立即执行回调，输出打印为216816。 但这并没有发生！

或者

2. 主UI线程等待/阻塞，当任务完成时，在执行OnCompleted之前立即完成。因此，这种情况下不会产生任何输出。

那么我缺少了什么？ 有人能帮我解答吗？

- Anytoe

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Related - Sergey Kalinichenko

如果我保留Console.Read();，它在所有情况下都会打印出'216816'。给出的选项是'异或'；-) - Anytoe

如果在选项2中没有Console.Read();，程序会在.OnCompleted()被触发之前退出。 - zerkms

这符合我对Option 2的期望，但Option 1呢？ - Anytoe

一样的。OnCompleted回调被安排在另一个线程中运行。 - zerkms

Answer 1

首先，根据 MSDN，您不应使用 OnCompleted 方法，因为

此 API 支持产品基础结构，不建议直接从您的代码中使用。

其次，OnCompleted 方法在任务完成后被调用。所以您有一个竞争条件 - 任务已完成，并且 .Net 尝试在之后执行该方法，但是您的代码中没有任何东西等待 awaiter，因此程序在打印任何内容之前退出。

在这种情况下，您应该使用 ContinueWith 任务 并等待第二个任务：

private void TaskContinuations()
{
    // Task for counting prime numbers
    var primeNumberTask = Task.Run(() =>
        Enumerable.Range(2, 3000000)
        .Count(n =>
            Enumerable.Range(2, (int)Math.Sqrt(n) - 1)
            .All(i => n % i > 0)));

    // continuation
    var awaiterTask = primeNumberTask.ContinueWith(t => 
    {
        var result = t.Result;
        Console.WriteLine(result);
    });

    // wait for everything to execute
    awaiterTask.Wait();
}

请注意，ContinueWith有它自己的缺陷，应谨慎使用。关于续集技术的另一篇文章可以在这里找到。

- VMAtm