递归和 await / async 关键字

Question

我对@9​​87654321@ 关键字的工作原理有一个脆弱的了解，我想稍微扩展一下对它的理解。

仍然让我头晕目眩的问题是递归的使用。这是一个例子：

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;

namespace TestingAwaitOverflow
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            var task = TestAsync(0);
            System.Threading.Thread.Sleep(100000);
        }

        static async Task TestAsync(int count)
        {
            Console.WriteLine(count);
            await TestAsync(count + 1);
        }
    }
}

这个显然抛出了StackOverflowException。

我的理解是因为代码实际上是同步运行的，直到第一个异步操作，之后它返回一个 Task 对象，其中包含有关异步操作的信息。在这种情况下，没有异步操作，因此它只是在它最终会返回一个Task 的虚假承诺下不断递归。

现在稍微改变一下：

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;

namespace TestingAwaitOverflow
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            var task = TestAsync(0);
            System.Threading.Thread.Sleep(100000);
        }

        static async Task TestAsync(int count)
        {
            await Task.Run(() => Console.WriteLine(count));
            await TestAsync(count + 1);
        }
    }
}

这个不会抛出StackOverflowException。我可以 sortof 了解它为什么起作用，但我会称它为一种直觉（它可能涉及如何安排代码使用回调来避免构建堆栈，但我无法翻译那种直觉的解释）

所以我有两个问题：

• 第二批代码如何避免StackOverflowException？
• 第二批代码会不会浪费其他资源？ （例如，它是否在堆上分配了大量的 Task 对象？）

谢谢！

Answer 1

任何函数中直到第一个等待的部分都是同步运行的。在第一种情况下，它会因此而陷入堆栈溢出 - 没有任何东西会中断函数调用自身。

第一次等待（它不会立即完成 - 这很可能是您的情况）导致函数返回（并放弃其堆栈空间！）。它将其余部分作为延续进行排队。 TPL 确保延续永远不会嵌套太深。如果存在堆栈溢出的风险，则继续排队到线程池，重置堆栈（开始填满）。

第二个例子还是会溢出！如果Task.Run任务总是立即完成怎么办？ （这不太可能，但可以通过正确的操作系统线程调度来实现）。然后，异步函数将永远不会被中断（导致它返回并释放所有堆栈空间），并且会产生与情况 1 相同的行为。

Answer 2

在您的第一个和第二个示例中，TestAsync 仍在等待对自身的调用返回。不同之处在于递归是在第二种方法中打印并将线程返回到其他工作。因此递归不够快，不足以成为堆栈溢出。但是，第一个任务仍在等待，最终计数将达到其最大整数大小，否则将再次引发堆栈溢出。关键是调用线程被返回，但实际的异步方法被安排在同一个线程上。基本上，TestAsync 方法在等待完成之前会被遗忘，但它仍保留在内存中。允许线程做其他事情，直到等待完成，然后该线程被记住并在等待停止的地方完成。额外的等待调用存储线程并再次忘记它，直到等待再次完成。直到所有等待都完成并且方法因此完成，TaskAsync 仍在内存中。所以，事情就是这样。如果我告诉一个方法做某事，然后调用等待任务。我在其他地方的其余代码继续运行。当 await 完成时，代码会重新回到那里并完成，然后回到它之前的那个时间正在做的事情。在您的示例中，您的 TaskAsync 始终处于墓碑状态（可以这么说），直到最后一次调用完成并将调用返回到链中。

编辑：我一直说存储线程或那个线程，我的意思是例程。它们都在同一个线程上，这是您示例中的主线程。对不起，如果我让你感到困惑。