c#中的异步循环

Question

我想了解异步在 c# 中的工作原理，并找到了一些基于 Task.Delay 的基本示例。它们工作正常，这样的代码可以按预期工作：

static int taskNo = 0;

static async Task<Task> test(int k)
{
    int _taskNo = ++taskNo;
    Console.WriteLine($"Started task {_taskNo}");
    await Task.Delay(1000 * k);
    Console.WriteLine($"Finished task {_taskNo}");
    return Task.CompletedTask;
}

static async Task Main(string[] args)
{
    Task[] tasks = new Task[3];

    tasks[0] = test(4);
    tasks[1] = test(3);
    tasks[2] = test(2);

    await Task.WhenAll(tasks);
    Console.WriteLine("All tasks finished.");
    Console.ReadLine();
}

最初我想尝试制作一些大循环，例如添加数千次字符串，只是为了尝试一下。是否可以异步执行？当我尝试使用这样的代码时，它只能在一个线程上工作（我可以看到只有一个线程在 100% 工作）。如何创建该循环的多个实例以在 CPU 的每个线程上工作？

//how to make this code to be able to work asynchronously?
static async Task LoopTest()
{
    int _taskNo = ++taskNo;
    Console.WriteLine($"Started task {_taskNo}");

    string s = "";
    for(int i = 0; i < 1000000; i++)
    {
        s += "qwertyuzxcvb";
    }

    Console.WriteLine($"Finished task {_taskNo}");
}

编辑： 在其中一个 cmets 中，我询问了一个线程如何比多个线程更快地执行操作，这是我测试的代码：

        static int taskNo = 0;

        static async Task LoopTest()
        {
            int _taskNo = ++taskNo;
            Console.WriteLine($"Started task {_taskNo}");

            string s = "";
            for(int i = 0; i < 30000; i++)
            {
                s += "qwertyuzxcvb";
            }

            Console.WriteLine($"Finished task {_taskNo}");
        }

        static async Task Main(string[] args)
        {
            DateTime asyncStartTime = DateTime.Now;
            Console.WriteLine($"Started async.");

            // async

            Task[] tasks = new Task[15];

            Parallel.ForEach(tasks, (Task) => LoopTest());
            
            DateTime asyncEndTime = DateTime.Now;

            taskNo = 0;
            //sync
            DateTime syncStartTime = DateTime.Now;
            Console.WriteLine($"Started sync.");

            for(int i = 0; i < tasks.Length; i++)
            {
                LoopTest();
            }

            DateTime syncEndTime = DateTime.Now;

            TimeSpan asyncTimeSpan = asyncEndTime - asyncStartTime;
            TimeSpan syncTimeSpan = syncEndTime - syncStartTime;

            Console.WriteLine($"Async finished in {asyncTimeSpan}, sync finished in {syncTimeSpan}.");
            Console.ReadLine();
        }

我可以看到，当异步启动时，所有线程都被固定到 100%（这是 i7 9750H，12 个线程正在工作，它说 CPU 使用率为 100%），一旦它开始同步，只有一个线程被固定到100%，整体 CPU 使用率为 25%。也许只是有一些愚蠢的错误，但是如何才能更快地同步呢？

结果：

顺便说一句，我知道这是一个非常愚蠢的异步示例，而且我知道在其他情况下有很多好处，但我只是想做那个循环测试，现在我有越来越多的问题......

Answer 1

可以异步吗？

连接字符串或递增整数没有什么异步的。异步用于在等待 I/O 时释放线程。

您可以使用Task.Run() 通过卸载到 ThreadPool 来伪造异步方法，但这仅适用于需要保持畅通的 UI 线程；它增加了开销，并且仍然导致使用线程来完成工作。

不管怎样，LoopTest 不是一个异步方法，所以不要试图强迫它成为一个。

如果您确实有一个 UI 线程，只需像这样调用它：

 await Task.Run(LoopTest);

现在 UI 线程被释放，直到 LoopTest 完成。