async/await 是否适用于 IO 和 CPU 绑定的方法？

Question

MSDN 文档似乎声明 async 和 await 适用于 IO-bound 任务，而 Task.Run 应用于 CPU-bound 任务。

我正在开发一个应用程序，该应用程序执行 HTTP 请求以检索 HTML 文档，然后对其进行解析。我有一个看起来像这样的方法：

public async Task<HtmlDocument> LoadPage(Uri address)
{
    using (var httpResponse = await new HttpClient().GetAsync(address)) //IO-bound
    using (var responseContent = httpResponse.Content)
    using (var contentStream = await responseContent.ReadAsStreamAsync())
        return await Task.Run(() => LoadHtmlDocument(contentStream)); //CPU-bound
}

async 和await 这样的用法好用吗，还是我用得太多了？

Answer 1

适用于await 任何异步操作（即由Task 表示）。

关键点在于，对于 IO 操作，只要有可能，您都希望使用提供的方法，即其核心的异步方法，而不是在阻塞同步方法上使用 Task.Run。如果您在执行 IO 时阻塞了一个线程（甚至是线程池线程），那么您就没有充分利用 await 模型的真正力量。

一旦您创建了一个代表您的操作的Task，您就不再关心它是否受 CPU 或 IO 限制。对于调用者来说，这只是一些需要await-ed 的异步操作。

Answer 2

有几件事情需要考虑：

• 在 GUI 应用程序中，您希望在 UI 线程上执行的代码尽可能少。在这种情况下，使用Task.Run() 将 CPU 绑定操作卸载到另一个线程可能是一个好主意。尽管您的代码的用户可以自己执行此操作，如果他们愿意的话。
• 在类似 ASP.NET 应用程序中，没有 UI 线程，您只关心性能。在这种情况下，使用Task.Run() 而不是直接运行代码会产生一些开销，但如果操作实际上需要一些时间，这应该不会很重要。 （此外，返回同步上下文会产生一些开销，这也是为什么您应该在库代码中对大多数 awaits 使用 ConfigureAwait(false) 的另一个原因。）
• 如果您的方法是异步的（顺便说一句，它也应该反映在方法的名称中，而不仅仅是它的返回类型），人们会期望它不会阻塞同步上下文线程，即使对于 CPU 密集型工作也是如此。

权衡一下，我认为在这里使用await Task.Run() 是正确的选择。它确实有一些开销，但也有一些优势，这可能很重要。

Answer 3

已经有两个很好的答案，但要添加我的 0.02...

如果您谈论的是消耗异步操作，async/await 非常适用于 I/O 密集型和 CPU 密集型。

我认为 MSDN 文档确实略微倾向于生成异步操作，在这种情况下，您确实希望将 TaskCompletionSource（或类似的）用于 I/O 绑定和 Task.Run （或类似的）用于 CPU 绑定。创建初始 Task 包装器后，最好由async 和await使用。

对于您的特定示例，这实际上取决于LoadHtmlDocument 将花费多少时间。如果您删除Task.Run，您将在调用LoadPage 的同一上下文中执行它（可能在UI 线程上）。 Windows 8 指南规定，任何花费超过 50 毫秒的操作都应进行 async...请记住，您的开发人员计算机上的 50 毫秒可能会在客户端计算机上更长...

所以如果你能保证LoadHtmlDocument的运行时间小于50ms，你可以直接执行：

public async Task<HtmlDocument> LoadPage(Uri address)
{
  using (var httpResponse = await new HttpClient().GetAsync(address)) //IO-bound
  using (var responseContent = httpResponse.Content)
  using (var contentStream = await responseContent.ReadAsStreamAsync()) //IO-bound
    return LoadHtmlDocument(contentStream); //CPU-bound
}

但是，我会推荐 ConfigureAwait @svick 提到的：

public async Task<HtmlDocument> LoadPage(Uri address)
{
  using (var httpResponse = await new HttpClient().GetAsync(address)
      .ConfigureAwait(continueOnCapturedContext: false)) //IO-bound
  using (var responseContent = httpResponse.Content)
  using (var contentStream = await responseContent.ReadAsStreamAsync()
      .ConfigureAwait(continueOnCapturedContext: false)) //IO-bound
    return LoadHtmlDocument(contentStream); //CPU-bound
}

对于ConfigureAwait，如果HTTP 请求没有立即（同步）完成，那么（在这种情况下）这将导致LoadHtmlDocument 在线程池线程上执行，而无需显式调用Task.Run。

如果您对 async 在此级别的性能感兴趣，您应该查看 Stephen Toub 的 video 和 MSDN article 关于该主题的内容。他有大量有用的信息。