异步等待：主线程是否挂起？

Question

我正在阅读有关 async/await 关键字的信息，并且我已经阅读过：

当逻辑流到达等待令牌时，调用线程是 暂停直到通话完成。

好吧，我创建了一个简单的windows forms application，放置了两个标签、一个按钮和一个文本框，然后我编写了代码：

        private async void button1_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            label1.Text = Thread.CurrentThread.ThreadState.ToString();
            button1.Text =  await DoWork();
            label2.Text = Thread.CurrentThread.ThreadState.ToString();
        }

        private Task<string> DoWork()
        {
            return Task.Run(() => {
                Thread.Sleep(10000);
                return "done with work";
            });            
        }

我不明白的是，当我点击按钮时，label1 会有文字 Running 并且标签只有在 10 秒后才会有相同的文字，但是在这 10 秒内我能够输入我的文本框中的文本，所以似乎主线程正在运行......

那么，async/await 是如何工作的？

这是书中的“截图”：

问候

Answer 1

基本上，关键是程序以同步方式继续执行，直到或除非遇到等待。一旦遇到 await，假设对于一个任务 A，编译器将切换回调用此异步方法的主方法没有 await 关键字，并将继续从任务 A 的调用点作为编译器执行程序知道它必须等待任务 A 的完成，所以为什么不完成它的其他待处理任务。

这里发生的是 button1_Click 事件在 main 方法中没有等待，因此一旦遇到 await DoWork() 它将继续执行。 DoWork() 完成后，编译器将继续执行 button1_Click 中的进一步代码

Answer 2

我读过：当逻辑流到达等待令牌时，调用线程将暂停，直到调用完成。

你从哪里读到这些废话？要么有一些你没有引用的上下文，要么你应该停止阅读包含这个的任何文本。 await 的重点是做 相反。等待的目的是在异步任务运行时保持当前线程做有用的工作。

更新：我下载了你引用的书。该部分中的所有内容绝对是错误的。把这本书扔掉，买一本更好的书。

我不明白的是，当我单击按钮时，label1 会有文本 Running 并且标签只有在 10 秒后才会有相同的文本，但是在这 10 秒内我能够输入文本我的文本框，所以似乎主线程正在运行......

没错。以下是发生的事情：

        label1.Text = Thread.CurrentThread.ThreadState.ToString();

文本已设置。

        button1.Text =  await DoWork();

这里发生了很多事情。首先会发生什么？ DoWork 被调用。它有什么作用？

        return Task.Run(() => { Thread.Sleep(10000);

它从线程池中抓取一个线程，使该线程休眠十秒钟，然后返回一个代表该线程正在完成的“工作”的任务。

现在我们又回来了：

        button1.Text =  await DoWork();

我们手头有一个任务。 await 首先检查任务是否已经完成。它不是。接下来，它会将此方法的其余部分作为任务的延续。然后它返回给它的调用者。

嘿，它的调用者是什么？我们到底是怎么到这里的？

一些代码调用了这个事件处理程序；它是处理 Windows 消息的事件循环。它看到一个按钮被点击并分派给刚刚返回的点击处理程序。

现在会发生什么？事件循环继续运行。正如您所注意到的，您的 UI 一直运行良好。最终，该线程在 10 秒内结束，任务的继续被激活。那有什么作用？

这会在 Windows 队列中发布一条消息，说“您现在需要运行该事件处理程序的其余部分；我有您要查找的结果。”

主线程事件循环最终会得到该消息。所以事件处理程序从它停止的地方开始：

        button1.Text =  await DoWork();

await 现在从任务中提取结果，将其存储在按钮文本中，然后返回到事件循环。

Answer 3

通过写await，您是在说- 请在此时停止执行该方法，等待DoWork 完成，然后才能继续。

Asynchronous Programming with async and await (C#) 在 What Happens in an Async Method 部分通过图片逐步解释了 async 方法中发生的事情。

更好的解释是await (C# reference)。看看下面的 WaitSynchronously 和 WaitAsynchronouslyAsync 的 cmets。

文章还指出（强调我的）：

await 运算符应用于异步方法中的任务，以暂停方法的执行，直到等待的任务完成。任务代表正在进行的工作。

private async void button1_Click(object sender, EventArgs e)
{
    // Call the method that runs asynchronously.
    string result = await WaitAsynchronouslyAsync();

    // Call the method that runs synchronously.
    //string result = await WaitSynchronously ();

    // Display the result.
    textBox1.Text += result;
}

// The following method runs asynchronously. The UI thread is not
// blocked during the delay. You can move or resize the Form1 window 
// while Task.Delay is running.
public async Task<string> WaitAsynchronouslyAsync()
{
    await Task.Delay(10000);
    return "Finished";
}

// The following method runs synchronously, despite the use of async.
// You cannot move or resize the Form1 window while Thread.Sleep
// is running because the UI thread is blocked.
public async Task<string> WaitSynchronously()
{
    // Add a using directive for System.Threading.
    Thread.Sleep(10000);
    return "Finished";
}

Answer 4

async/await 创建一个状态机来为你处理延续。一个非常粗略的等价物（没有一堆特征）是显式延续方法，例如：

private void button1_Click_Continuation(string value)
{
    button1.Text = value;
    label2.Text = Thread.CurrentThread.ThreadState.ToString();
}

private void button1_Click(object sender, EventArgs e)
{
    label1.Text = Thread.CurrentThread.ThreadState.ToString();
    DoWork(button1_Click_Continuation);
}

private void DoWork(Action<string> continuation)
{
    Task.Run(() => {
        Thread.Sleep(10000);
        continuation("done with work");
    });
}

请注意，我仍在使用Task.Run 在单独的线程上运行。请注意，此版本无法跟踪进度（而原版可以将button1_Click的返回值更改为Task以查看是否完成）。

除了上述转换之外，系统还可以判断Task 是否在 UI 线程上启动并再次编组回 UI 线程，以确保一切正常。这可能是您没有意识到的主要事情，但在状态机方面的扩展有时可以解释 asyc/await 的真正含义（而不是让它保持神秘）。