一次又一次,我看到它说使用async-await不会创建任何额外的线程。这是没有道理的,因为计算机一次可以做多件事的唯一方法是

实际上同时做多件事(并行执行,使用多个处理器) 通过调度任务并在它们之间切换来模拟它(做一点a,一点B,一点a,等等)。

因此,如果async-await都不做这些,那么它如何使应用程序具有响应性呢?如果只有1个线程,那么调用任何方法都意味着在执行其他操作之前等待该方法完成,并且该方法中的方法必须在继续执行之前等待结果,以此类推。


当前回答

await和异步使用任务而不是线程。

框架有一个线程池,准备以Task对象的形式执行一些工作; 向池提交任务意味着选择一个已经存在的空闲线程来调用任务 操作方法。 创建一个任务就是创建一个新对象,远远快于创建一个新线程。

如果Task可以附加一个Continuation,那么它就是一个要执行的新Task对象 一旦线程结束。

因为async/await使用任务,它们不会创建一个新的线程。


虽然中断编程技术在每个现代操作系统中都被广泛使用,但我不认为它们是 有关。 你可以让两个CPU绑定任务在一个CPU上并行执行(实际上是交错执行) aysnc /等待。 这不能简单地用操作系统支持排队IORP的事实来解释。


上次我检查了编译器将异步方法转换为DFA,工作分为几个步骤, 每一个都以等待指令结束。 await启动它的Task,并为它附加一个continuation以执行下一个任务 的一步。

作为一个概念示例,下面是一个伪代码示例。 为了清晰起见,事情被简化了,因为我不记得所有的细节。

method:
   instr1                  
   instr2
   await task1
   instr3
   instr4
   await task2
   instr5
   return value

它会变成这样

int state = 0;

Task nextStep()
{
  switch (state)
  {
     case 0:
        instr1;
        instr2;
        state = 1;

        task1.addContinuation(nextStep());
        task1.start();

        return task1;

     case 1:
        instr3;
        instr4;
        state = 2;

        task2.addContinuation(nextStep());
        task2.start();

        return task2;

     case 2:
        instr5;
        state = 0;

        task3 = new Task();
        task3.setResult(value);
        task3.setCompleted();

        return task3;
   }
}

method:
   nextStep();

1实际上,一个池可以有自己的任务创建策略。

其他回答

await和异步使用任务而不是线程。

框架有一个线程池,准备以Task对象的形式执行一些工作; 向池提交任务意味着选择一个已经存在的空闲线程来调用任务 操作方法。 创建一个任务就是创建一个新对象,远远快于创建一个新线程。

如果Task可以附加一个Continuation,那么它就是一个要执行的新Task对象 一旦线程结束。

因为async/await使用任务,它们不会创建一个新的线程。


虽然中断编程技术在每个现代操作系统中都被广泛使用,但我不认为它们是 有关。 你可以让两个CPU绑定任务在一个CPU上并行执行(实际上是交错执行) aysnc /等待。 这不能简单地用操作系统支持排队IORP的事实来解释。


上次我检查了编译器将异步方法转换为DFA,工作分为几个步骤, 每一个都以等待指令结束。 await启动它的Task,并为它附加一个continuation以执行下一个任务 的一步。

作为一个概念示例,下面是一个伪代码示例。 为了清晰起见,事情被简化了,因为我不记得所有的细节。

method:
   instr1                  
   instr2
   await task1
   instr3
   instr4
   await task2
   instr5
   return value

它会变成这样

int state = 0;

Task nextStep()
{
  switch (state)
  {
     case 0:
        instr1;
        instr2;
        state = 1;

        task1.addContinuation(nextStep());
        task1.start();

        return task1;

     case 1:
        instr3;
        instr4;
        state = 2;

        task2.addContinuation(nextStep());
        task2.start();

        return task2;

     case 2:
        instr5;
        state = 0;

        task3 = new Task();
        task3.setResult(value);
        task3.setCompleted();

        return task3;
   }
}

method:
   nextStep();

1实际上,一个池可以有自己的任务创建策略。

我真的很高兴有人问这个问题,因为很长一段时间以来,我也认为线程对于并发性是必要的。当我第一次看到事件循环时,我以为它们是谎言。我对自己说:“如果这段代码在一个线程中运行,它就不可能是并发的”。请记住,这是在我已经经历了理解并发性和并行性之间区别的斗争之后。

经过我自己的研究,我终于找到了缺失的部分:select()。具体来说,IO多路复用,由不同的内核以不同的名称实现:select(), poll(), epoll(), kqueue()。这些是系统调用,尽管实现细节不同,但允许您传入一组文件描述符进行监视。然后,您可以进行另一个调用,该调用将阻塞,直到被监视的文件描述符之一发生变化。

因此,可以等待一组IO事件(主事件循环),处理第一个完成的事件,然后将控制权交还给事件循环。清洗并重复。

这是如何工作的呢?简而言之,这是内核和硬件级的魔力。计算机中除了CPU之外还有许多组件,这些组件可以并行工作。内核可以控制这些设备,并直接与它们通信以接收特定的信号。

这些IO多路复用系统调用是单线程事件循环(如node.js或Tornado)的基本构建块。当您等待一个函数时,您正在观察某个事件(该函数的完成),然后将控制权交还给主事件循环。当您正在观看的事件完成时,函数(最终)从它停止的地方开始。允许像这样暂停和恢复计算的函数称为协程。

实际上,异步等待链是由CLR编译器生成的状态机。

async await使用的线程是TPL使用线程池执行任务的线程。

应用程序没有被阻塞的原因是状态机可以决定执行哪个协同例程、重复、检查并再次决定。

进一步阅读:

异步和等待生成什么?

异步等待和生成的状态机

异步c#和f# (III.):它是如何工作的?-托马斯·佩特里塞克

编辑:

好的。看来我的阐述是不正确的。然而,我必须指出,状态机是异步等待的重要资产。即使你采用异步I/O,你仍然需要一个助手来检查操作是否完成,因此我们仍然需要一个状态机,并确定哪些例程可以一起异步执行。

我不打算和Eric Lippert或者Lasse V. Karlsen等人竞争,我只是想让大家注意这个问题的另一个方面,我想这个问题没有明确提到。

单独使用await并不能让你的应用神奇地做出响应。如果不管你在方法中做什么,你正在等待的UI线程阻塞,它仍然会阻塞你的UI,就像不可等待的版本一样。

你必须编写你的awaitable方法,以便它产生一个新线程或使用一个完成端口之类的东西(它将在当前线程中返回执行,并在完成端口收到信号时调用其他东西来继续)。但这部分在其他答案中有很好的解释。

这并没有直接回答问题,但我认为它提供了一些有趣的额外信息:

Async和await本身不会创建新线程。但是根据你在哪里使用async-await,在await之前的同步部分可以运行在不同的线程上,而在await之后的同步部分则可以运行在不同的线程上(例如ASP。NET和ASP。NET核心表现不同)。

在基于ui线程的应用程序(WinForms, WPF)中,您将在之前和之后处于同一个线程上。但是当您在线程池线程上使用async-await时,await之前和await之后的线程可能不相同。

关于这个话题的一个很棒的视频