async/await Task.Delay 和Thread.Sleep的理解

async/await Task.Delay 和Thread.Sleep的理解

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第十七节：从状态机的角度async和await的实现原理(新) - Yaopengfei - 博客园 (cnblogs.com)

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C# async await 原理：编译器如何将异步函数转换成状态机 | 码农网 (codercto.com)

await——调用的等待期间，.NET会把当前的线程返回给线程池，等异步方法调用执行完毕后，框架会从线程池再取出来一个线程执行后续的代码,当前线程不会阻塞

从原理层面刨析

1. async与await是语法糖，最终译成“状态机调用”。其他常用的语法糖var、using、lambda表达式等。

2. async关键字标记的方法会被C#编译器编译成一个状态机。

3. await是关键字是为了实现状态机中的一个状态。

   会根据方法内的await调用切分成多个状态，每当有一个await，就会生成一个对应的状态。

4. 状态机实现了AsyncStateMachine接口，里面有MoveNext 和 SetStateMachine方法处理相应业务.

   

   MoveNext——定义各个状态之间转换的方法

   1. 在await执行时调用一次，在await操作结束时继续调用

从实践方向刨析

1. async会将方法的返回结果包装成Task，所以它不是必需的

           //使用async，实际是将Result包装成Task<Result>
           //此处就是对结果通过await拆包，再通过async包装成Task<Result>返回，当前场景下没有必要，可直接简写成下面的场景
           public static async Task AsyncNoReturn()
           {
              await Task.Delay(500);
           }
           //不使用async的写法，因为类型已经是Task了不需要通过async关键字包装
           public static  Task AsyncNoReturn1()
           {
               return Task.Delay(500);
           }
   

   总结：如果一个异步方法只是对别的异步方法调用的转发，并没有太多复杂的逻辑（比如等待的结果，再调用B:把调用的返回值拿到内部做一些处理再返回)，那么就可以去掉async关键字。返回值为Task的方法不一定都要标注async,标注async只是让我们可以更方便的await而已

   1. 避免对返回结果Task的“拆包后再次包装”
   2. 避免在底层创建状态机，性能更优

   正面Demo：

           public static Task<string> DownloadFromFile(int num)
           {
               if (num == 1)
               {
                  return File.ReadAllTextAsync(@"D:\1.txt");
               }
               else if (num == 2)
               {
                   return File.ReadAllTextAsync(@"D:\2.txt");
               }
               else
               {
                   throw new ArgumentException("Invalid Number");
               }
           }
   

   如果没有在声明Task的时候前面没有加await，则主线程不会异步等待Task完成，主线程会继续往下执行，与Task并发执行

   Task.Delay() 和 Thread.Sleep() 区别

Thread.Sleep() ——会让当前线程休眠，形成阻塞，当前休眠结束后继续往下执行

await Task.Delay()——当前线程返回线程池，从线程池拿另外一个空闲线程线程做定时任务，等待任务结束后，从线程池拿到一个空闲线程，继续往下执行。

            await Task.Delay(200);
            //可理解等效成如下代码
            await Task.Run(() =>
            {
                Thread.Sleep(200);
            });

区别：

1. Thread.Sleep会阻塞当前线程，但是从线程池另取线程;Task.Delay不会阻塞当前线程，但是会新取一个线程

2. Thread.Sleep不可取消，Task.Delay可取消

           public static Task Test_Delay()
           {
               //创建一个5秒的异步等待
               Task delay1 = Task.Delay(TimeSpan.FromSeconds(5));
               return delay1;
           }
   

   在Main方法里测试

   static void Main(string[] args)
   {
       //Task在声明处就开始执行
   	var test = Test_Delay();
       //主线程等待2秒钟
   	Thread.Sleep(TimeSpan.FromSeconds(2));
   	Stopwatch sw = new Stopwatch();
   	sw.Start();
       //当前线程等待test指向的Task执行结束
   	test.Wait();
   	sw.Stop();
   	TimeSpan ts = sw.Elapsed;
   	Console.WriteLine($"Task.Delay执行结束，耗时：{ts.TotalMilliseconds}");
   	Console.ReadKey();
   }
   

   结果打印：

   Task.Delay执行结束，耗时：3004.527
   

   上面显示大概监听为3秒。这个表示了当前主线程在运行的时候，Task.Delay也在运行，这个只有在不同线程才可以实现。