异步方法在线程上使用时间是什么意思？

Question

来自MSDN：

async 和 await 关键字不会导致额外的线程 创建。异步方法不需要多线程，因为异步 方法不在自己的线程上运行。该方法在当前运行 同步上下文并仅在线程上使用时间 方法处于活动状态。

我从“async 和 await 关键字不会导致创建额外的线程”中得出的结论是它只是使用已经从线程池创建的线程，这很好，但我难以理解的一点是“使用时间当方法处于活动状态时在线程上”。

这是否意味着当我在等待任务时，任务会“移动”到当前线程，还是将结果编组回当前线程？如果您查看输出，结果会在不同的线程 ID 上返回，但在它们全部完成后在原始线程上完成。我想我错过了这两个操作的“中间”。

void Main()
{   
    var tasks = new List<Task<byte[]>>();

    Console.WriteLine ("Starting on Managed Thread ID {0}, Background {1}, Pool {2}\n", 
            Thread.CurrentThread.ManagedThreadId,
            System.Threading.Thread.CurrentThread.IsBackground,
            System.Threading.Thread.CurrentThread.IsThreadPoolThread);

    for (int i = 0; i < 5; i++)
    {
        tasks.Add(WriteFile(@"D:\Temp\" + i + ".txt", new String('*', i)));
    }

    Console.WriteLine ("Before Wait()ing on Managed Thread ID {0}, Background {1}, Pool {2}", 
            Thread.CurrentThread.ManagedThreadId,
            System.Threading.Thread.CurrentThread.IsBackground,
            System.Threading.Thread.CurrentThread.IsThreadPoolThread);

    Task.WhenAll(tasks).Wait();

    Console.WriteLine ("Completed on Managed Thread ID {0}, Background {1}, Pool {2}", 
            Thread.CurrentThread.ManagedThreadId,
            System.Threading.Thread.CurrentThread.IsBackground,
            System.Threading.Thread.CurrentThread.IsThreadPoolThread);
}

async Task<byte[]> WriteFile(string path, string text)
{
    FileStream fs = new FileStream(path, FileMode.Create);

    try
    {   
        Console.WriteLine ("Writing to file " + path + " . Managed Thread ID {0}, Background {1}, Pool {2}", 
            Thread.CurrentThread.ManagedThreadId,
            System.Threading.Thread.CurrentThread.IsBackground,
            System.Threading.Thread.CurrentThread.IsThreadPoolThread);

        var bytes = Encoding.Unicode.GetBytes(text);

        await fs.WriteAsync(bytes, 0, bytes.Length);

        Console.WriteLine ("Finished writing to file " + path  + ". Managed Thread ID {0}, Background {1}, Pool {2}", 
            Thread.CurrentThread.ManagedThreadId,
            System.Threading.Thread.CurrentThread.IsBackground,
            System.Threading.Thread.CurrentThread.IsThreadPoolThread);

        return new byte[0];
    }
    finally
    {
        Console.WriteLine ("Finally! " + path + ". Managed Thread ID {0}, Background {1}, Pool {2}\n", 
            Thread.CurrentThread.ManagedThreadId,
            System.Threading.Thread.CurrentThread.IsBackground,
            System.Threading.Thread.CurrentThread.IsThreadPoolThread);

        fs.Dispose();
    }
}

输出：

Starting on Managed Thread ID 46, Background True, Pool False

Writing to file D:\Temp\0.txt . Managed Thread ID 46, Background True, Pool False
Finished writing to file D:\Temp\0.txt. Managed Thread ID 12, Background True, Pool True
Finally! D:\Temp\0.txt. Managed Thread ID 12, Background True, Pool True

Writing to file D:\Temp\1.txt . Managed Thread ID 46, Background True, Pool False
Finished writing to file D:\Temp\1.txt. Managed Thread ID 12, Background True, Pool True
Finally! D:\Temp\1.txt. Managed Thread ID 12, Background True, Pool True

Writing to file D:\Temp\2.txt . Managed Thread ID 46, Background True, Pool False
Finished writing to file D:\Temp\2.txt. Managed Thread ID 12, Background True, Pool True
Finally! D:\Temp\2.txt. Managed Thread ID 12, Background True, Pool True

Writing to file D:\Temp\3.txt . Managed Thread ID 46, Background True, Pool False
Finished writing to file D:\Temp\3.txt. Managed Thread ID 24, Background True, Pool True
Finally! D:\Temp\3.txt. Managed Thread ID 24, Background True, Pool True

Writing to file D:\Temp\4.txt . Managed Thread ID 46, Background True, Pool False
Before Wait()ing on Managed Thread ID 46, Background True, Pool False
Finished writing to file D:\Temp\4.txt. Managed Thread ID 18, Background True, Pool True
Finally! D:\Temp\4.txt. Managed Thread ID 18, Background True, Pool True

Completed on Managed Thread ID 46, Background True, Pool False

Answer 1

我从“async 和 await 关键字不会导致创建额外的线程”的结论是它只是使用已经从线程池创建的线程

不，这根本不是真的。 async 和 await 在语言级别根本不使用线程池。完全可以使用仅使用初始“​​主”线程的 async/await 编写程序。

这并不意味着所有的事情都会发生在一个线程上——只是 async/await 不会强制创建额外的线程。编译器本身不会生成任何代码来执行此操作。这完全取决于您在等待什么。例如，您可以使用Task.Run 执行任务，这将（通常）使用线程池，您可以等待它。或者您可以等待调用Task.Delay 的结果，它本身不会启动任何线程，而只是安排任务在将来完成。或者您可以使用异步 IO，它可能使用 IO 完成端口，但实际上不会涉及另一个线程正在运行，大部分时间任务是“活动的”。

精心设计的可等待对象（如果您使用任何内置的，这将包括您）将在与您开始等待时相同的上下文中安排延续（await 之后的所有代码） ，除非你明确告诉它不要这样做。该“上下文”可能意味着您回到同一个线程（例如在 UI 中）但可能不会（例如在线程池上下文中，延续运行在哪个线程池线程上并不重要）。

在我看来，值得更多地了解异步在幕后的真正作用。这方面有很多资源，包括免费的和付费的：

• Visual Studio async home page
• MSDN Magazine article by Stephen Cleary 有很多细节
• "There is no thread" - 另一篇 Stephen Cleary 博客文章解决了这个特定问题
• Eric Lippert 的async blog posts
• 我的async blog posts 提供了相当多的细节，尽管它们大多是在 CTP 阶段编写的；它的推力仍然是正确的，但是一些细节发生了变化
• 我的C# in Depth 书第三版的第 15 章完全是关于异步/等待的
• 许多关于 C# 5 的 Pluralsight 课程将大量讨论异步；我有一门关于异步的课程只是如果你订阅了你可能会感兴趣