Task.Delay会启动一个新线程吗？

Question

以下代码应该（至少我认为）创建100个Tasks，它们都在并行等待（这就是并发的重点，对吧：D？），并且几乎同时完成。我猜想每个Task.Delay会在内部创建一个Timer对象。

public static async Task MainAsync() {

    var tasks = new List<Task>();
    for (var i = 0; i < 100; i++) {
        Func<Task> func = async () => {
            await Task.Delay(1000);
            Console.WriteLine("Instant");
        };
        tasks.Add(func());
    }
    await Task.WhenAll(tasks);
}

public static void Main(string[] args) {
    MainAsync().Wait();
}

但是！当我在Mono上运行它时，会出现非常奇怪的行为：

• Tasks不会同时完成，存在巨大的延迟（大约500-600毫秒）
• 在控制台中，mono显示了许多创建的线程：

已加载程序集：/Users/xxxxx/Programming/xxxxx/xxxxxxxxxx/bin/Release/xxxxx.exe

线程已启动：#2

线程已启动：#3

线程已启动：#4

线程已启动：#5

线程已启动：#6

线程已启动：#7

线程已完成：#3 <--显然1000ms的延迟已经完成了吗？

线程已完成：#2 <-- 显然1000ms的延迟已经完成了吗？

线程已启动：#8

线程已启动：#9

线程已启动：#10

线程已启动：#11

线程已启动：#12

线程已启动：＃13

...你懂的。

这实际上是一个错误吗？还是我使用库的方式不对？

[编辑] 我使用计时器测试了自定义的睡眠方法：

    public static async Task MainAsync() {
        Console.WriteLine("Started");
        var tasks = new List<Task>();
        for (var i = 0; i < 100; i++) {
            Func<Task> func = async () => {
                await SleepFast(1000);
                Console.WriteLine("Instant");
            };
            tasks.Add(func());
        }
        await Task.WhenAll(tasks);
        Console.WriteLine("Ready");
    }

    public static Task SleepFast(int amount) {
        var source = new TaskCompletionSource<object>();
        new Timer(state => {
            var oldSrc = (TaskCompletionSource<object>)state;
            oldSrc.SetResult(null);
        }, source, amount, 0);
        return source.Task;
    }

这一次，所有任务都瞬间完成。所以我认为这是一个非常糟糕的实现或者是一个错误。

[编辑2] 只是提供信息：我现在在使用Windows 8.1上测试了原始代码（使用Task.Delay），并且它按预期运行（1000个Tasks，并行等待1秒钟并完成）。

所以答案是：Mono对某些方法的实现并不完美。通常情况下，Task.Delay不会启动线程，即使有很多线程也不应该创建多个线程。

- Kr0e

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Task.Delay 内部使用一个定时器，该定时器内部使用线程池。由于您正在快速创建 100 个任务，因此我猜测您的线程池中的线程已经用完了，所以新的线程将自动创建。为了让内容更加通俗易懂，可以这样翻译：Task.Delay 方法会内部使用一个计时器，而这个计时器会利用线程池来运行。由于您正在迅速创建 100 个任务，我猜测您的线程池中的线程已不足以应付，因此系统会自动创建新的线程来处理任务。 - ken2k

那么计时器没有使用可扩展技术实现吗？我希望有非常高效的解决方案。例如在node.js中，他们使用epoll（适用于Linux），我相信。 - Kr0e

Task.Delay操作本身不会创建新线程，但在延迟结束后执行Console.WriteLine的回调方法肯定需要在线程上执行。如果所有延迟都相同，则所有这些回调将大致同时发生。尝试在示例中随机延迟并查看是否使用更少的线程。 - Sam Harwell

我不这么认为。计时器肯定会在某个地方注册自己（在mono源中，计时器通过调度程序注册自己），并保留引用。您所描述的行为会破坏我看到的许多代码。 - Kr0e

你是否向Mono项目报告了这个错误？我强烈反对这个错误的概念。“可能创建线程”是一个错误的措辞，因为总会有一个I/O完成线程，在硬件中断后运行代码。在node.js的情况下，它只会将完成回调传递到节点的主线程，然后由事件循环接收。您可以使用自定义任务调度程序轻松实现此模型：https://dev59.com/9WEi5IYBdhLWcg3wuuYk - noseratio - open to work

Answer 1

关于.NET Framework桌面应用程序。

简而言之，有一个特殊的VM线程定期检查计时器队列，并在线程池队列上运行计时器的委托。Task.Delay不会创建新的线程，但仍然可能很重，并且不能保证执行顺序或精确的截止日期。据我所知，传递取消Task.Delay可能只是从集合中删除项目，而没有将线程池工作排队。

Task.Delay通过创建新的System.Threading.Timer安排为DelayPromise。所有计时器都存储在TimerQueue的应用程序域单例中。本地VM计时器用于回调.NET以检查是否需要从队列中触发任何计时器。计时器委托通过ThreadPool.UnsafeQueueUserWorkItem安排执行。

从性能角度来看，如果延迟提前结束，则取消延迟似乎更好：

open System.Threading
open System.Threading.Tasks

// takes 0.8% CPU
while true do
  Thread.Sleep(10)
  Task.Delay(50)

// takes 0.4% CPU
let mutable a = new CancellationTokenSource()
while true do
  Thread.Sleep(10)
  a.Cancel()
  a.Dispose()
  a <- new CancellationTokenSource()
  let token = a.Token
  Task.Delay(50,token)

- Dzmitry Lahoda

Answer 2

Task库的设计更多地用于管理阻塞任务而不会阻塞整个工作流程（任务异步性，被Microsoft混淆地称为“任务并行”），而不是用于执行大量并发计算（并行执行）。

任务库使用调度程序和队列就绪的作业以便执行。当作业运行时，它们将在线程池线程上运行，而这些线程数量非常有限。虽然有扩展线程计数的逻辑，但除非您拥有数百个CPU核心，否则它将保持较低数量。

因此，回答这个问题，你的一些任务排队等待来自池中的线程，而其他延迟的任务已由调度程序发出。

调度程序和线程池逻辑可以在运行时更改，但如果您想快速完成大量计算，则Task不适合该工作。如果您想处理大量缓慢的资源（如磁盘、数据库或互联网资源），则Task可能有助于保持应用程序的响应性。

如果您只想了解Task，请尝试以下内容：

• 任务库
• 调度程序

- Iain Ballard

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使用Task库编写高性能服务器不可能吗？（因为在服务器场景中，您肯定有许多小型/快速任务。） - Kr0e

你可以使用任务库来确保服务器不会因为IO而被阻塞。任务并不能解决性能问题，但它们是一种有用的工具。它们更像是“绿色线程”或Erlang线程--它们不能让你的硬件运行更快，但它们可以更好地利用可用的资源。在优化中，始终要“先测量”。 - Iain Ballard