C#中关于Task.Yeild()的探究

在与同事讨论async/await内部实现的时候，突然想到Task.Yeild()这个函数，为什么呢，了解一点C#async/await内部机制的都知道，在await一个异步任务（函数）的时候，它会先判断该Task是否已经完成，如果已经完成，则继续执行下去，不会返回到调用方，原因是尽量避免线程切换，因为await后面部分的代码很可能是另一个不同的线程执行，而Task.Yeild()则可以强制回到调用方，或者说主动让出执行权，给其他Task执行的机会，可以把Task理解为协程，Task.Yeild()和Thread.sleep(0)有点相同。

为了证明我的结论成立，请看代码：

 public static async Task Test1()
 {
      await Task.CompletedTask;
      Thread.Sleep();
      Console.WriteLine("Test1任务完成");
 }
 public static async Task Test2()
 {
      await Task.Delay();
      Thread.Sleep();
      Console.WriteLine("Test2任务完成");
 }
 public static async Task Test3()
 {
      await Task.Yield();
      Thread.Sleep();
      Console.WriteLine("Test3任务完成");
 }
 static void Main(string[] args)
 {
      Console.WriteLine(DateTime.Now);
      _ = Test1();
      Console.WriteLine(DateTime.Now);
      Console.ReadLine();
 }

按照开头的理论，Test1()异步函数由于await了一个已经完成的任务，所以会继续往下执行，阻塞1秒钟，然后回到调用方，打印的时间之差会相隔一秒。

Test2()异步函数由于await了一个未完成的任务（1ms对于CPU来说是很长的了），所以会返回调用方，然后打印相同的时间，一秒钟之后会打印执行完毕。

Test3()调用了Task.Yeild()函数，主动让出执行权，所以会直接返回调用方，然后打印相同的时间，一秒之后会打印执行完毕。

可以看到，开头的结论是正确的。那么，有什么意义呢？Yeild的意思在这里其实就是退让，让出的意思，让出什么呢？就是让出执行权，这与Thread.sleep(0)让出CPU执行权给其他线程（前提是有其他线程竞争）有机会执行是一个道理。

请看我的例子：

 public static async Task OP1()
 {
      while (true)
      {
          await Task.Yield();//这里会捕捉同步上下文，由于是控制台程序，没有同步上下文，所以默认的线程池任务调度器变成同步上下文
                                      //也就是说后面的代码将会在线程池上执行，由于线程池工作线程数量设置为1，所以必须主动让出执行权，让其他的
                                      //任务有执行的机会
          Console.WriteLine("OP1在执行");
          Thread.Sleep();//模拟一些需要占用CPU的操作
      }
 }
 public static async Task OP2()
 {
      while (true)
      {
          await Task.Yield();
          Console.WriteLine("OP2在执行");
          Thread.Sleep();
      }
 }
 static async Task Main(string[] args)
 {
      ThreadPool.SetMinThreads(, );
      ThreadPool.SetMaxThreads(, );
      //Task.Run()方法默认使用线程池任务调度器执行任务，由于主线程不是线程池线程，所以使用Task.Run()
      var t = Task.Run(async () =>
      {
          var t1 = OP1();
          var t2 = OP2();
          await Task.WhenAll(t1, t2);
      });
      await t;
      Console.ReadLine();
 }

可以看出OP1()和OP2()两个协程（Task）互相争用一个线程（用户模式下的CPU），如果不主动让出执行权，另一个协程（Task）将不会有机会执行。

例如：

 public static async Task OP2()
 {
      while (true)
      {
          await Task.CompletedTask;//或者是直接去掉
          Console.WriteLine($"OP2在执行 {DateTime.Now}");
          Thread.Sleep();
      }
 }

这样OP1()将永远不会有机会执行。