为什么异步等待没有按预期工作

Question

我正在从教程中学习 TPL（异步/等待），并尝试使用控制台应用程序自己对其进行测试。请不要因为我的无知而生气。 我确定我在某处做错了-我编写了以下代码：

static void Main(string[] args_)
{
    Task<int> task = ProcessNumber(25);
    Console.WriteLine(string.Format("{0}: Waiting started...", DateTime.Now));
    task.Wait();
    Console.WriteLine(string.Format("{0}: Waiting ended...", DateTime.Now));
    Console.WriteLine(task.Result);

    Console.WriteLine("Press any key to terminate!");
    Console.ReadLine();
}

static async Task<int> ProcessNumber(int i_)
{
    Thread.Sleep(1000);
    var integer = await IncrementNumber(i_ * 23);
    return integer;
}

static async Task<int> IncrementNumber(int j_)
{
    Thread.Sleep(6000);
    return (j_ + 23) / 23;
}

这是纯 C# 控制台代码。 我的问题是为什么我会得到以下输出：

3/5/2015 5:22:37 PM: Waiting started...
3/5/2015 5:22:37 PM: Waiting ended...
26

“等待开始”和“等待结束”之间不应该有相当大的时间间隔吗？

更新

得到答案后，我发现 Task.Delay(..) 和 Thread.Sleep(..) 不一样，因为它们的工作方式非常不同。 这是一个很好的link，用一个例子来解释。

似乎将 TPL 视为另一个多线程框架是错误的。所有的答案都对我有帮助，所以我投了所有的票。但是，我选择 Jon 的答案，因为它最具说明性，也是第一个出现的答案。 谢谢大家！

Answer 1

这是因为您的方法都不是异步的。它们通过返回Task 假装是异步的，但它们都是同步执行的。

事实上，您应该收到IncrementNumber 编号的编译器警告，说此异步方法缺少“等待”运算符，将同步运行......等等。它基本上说您的方法将同步执行。 This answer explains it in detail.

所以当ProcessNumber 返回时，整个嵌套方法调用已经同步完成。

将方法更改为使用await Task.Delay 而不是Thread.Sleep 以使其异步。

Answer 2

不，因为实际上您在打印 Waiting started 之前已经睡了 7 秒。以下是发生的事情：

• 主要调用 ProcessNumber
• ProcessNumber 休眠 1 秒
• ProcessNumber 调用 IncrementNumber
• IncrementNumber 休眠 6 秒
• IncrementNumber 执行计算，然后返回已完成的任务
• ProcessNumber 等待完成的任务，然后继续
• ProcessNumber 返回一个已完成的任务
• 主要打印“等待开始”
• Main 等待已完成的任务完成（无操作）
• 主要打印“等待结束”

如果您将每个Thread.Sleep 更改为

await Task.Delay(...);

然后你会看到你所期望的。新流程将是：

• 主要调用 ProcessNumber
• ProcessNumber 调用 Task.Delay 并等待结果...
• ...由于尚未完成，ProcessNumber 将一个正在进行的任务返回给 Main
• 主要打印“等待开始”
• Main 等待 ProcessNumber 返回的任务完成
• Task.Delay 任务完成
• ProcessNumber 中的延续开始执行...
• ProcessNumber 调用 IncrementNumber
• IncrementNumber 调用 Task.Delay 并等待结果...
• ...由于尚未完成，IncrementNumber 将一个正在进行的任务返回给 ProcessNumber
• ProcessNumber 等待未完成的任务，因此继续退出。
• 第二个延迟任务完成
• IncrementNumber 中的延续执行
• 到达 IncrementNumber 的末尾，并设置关联任务的结果
• ProcessNumber 中的延续（正在等待该任务）现在执行
• 到达 ProcessNumber 的末尾，并设置关联任务的结果
• 在 Main 中对 Task.Wait 的调用完成
• 主要打印“等待结束”等

理解这一点非常重要，直到异步方法到达它实际需要暂停的第一个await（因为它正在等待的事情还没有完成），它才会同步执行。这不像调用异步方法会拆分到不同的线程。

Answer 3

你需要重构你的代码。像这样

    static async Task<int> IncrementNumber(int j_)
{
    await Task.Delay(...);
    return (j_ + 23) / 23;
}

1. 带有关键字 async 的函数在主体内必须至少有一个 await 为了运行异步函数。
2. Thread.Sleep(...) 也对此负责。

3. 如果您发现 CPU 绑定任务而不是 Thread.Sleep，那么您需要执行类似的操作。

   //it will create a new thread then sleep.
   await Task.Run( () => (  CPUBoundTask());
   var integer = await IncrementNumber(i_ * 23);
   return integer;