白煙染黑墨

C#中關于Task.Yeild()的探究

在與同事討論async/await內部實現的時候，突然想到Task.Yeild()這個函數，為什么呢，了解一點C#async/await內部機制的都知道，在await一個異步任務（函數）的時候，它會先判斷該Task是否已經完成，如果已經完成，則繼續執行下去，不會返回到調用方，原因是盡量避免線程切換，因為await后面部分的代碼很可能是另一個不同的線程執行，而Task.Yeild()則可以強制回到調用方，或者說主動讓出執行權，給其他Task執行的機會，可以把Task理解為協程，Task.Yeild()和Thread.sleep(0)有點相同。

為了證明我的結論成立，請看代碼：

 1 public static async Task Test1()
 2 {
 3      await Task.CompletedTask;
 4      Thread.Sleep(1000);
 5      Console.WriteLine("Test1任務完成");
 6 }
 7 public static async Task Test2()
 8 {
 9      await Task.Delay(1);
10      Thread.Sleep(1000);
11      Console.WriteLine("Test2任務完成");
12 }
13 public static async Task Test3()
14 {
15      await Task.Yield();
16      Thread.Sleep(1000);
17      Console.WriteLine("Test3任務完成");
18 }
19 static void Main(string[] args)
20 {
21      Console.WriteLine(DateTime.Now);
22      _ = Test1();
23      Console.WriteLine(DateTime.Now);
24      Console.ReadLine();
25 }

按照開頭的理論，Test1()異步函數由于await了一個已經完成的任務，所以會繼續往下執行，阻塞1秒鐘，然后回到調用方，打印的時間之差會相隔一秒。

Test2()異步函數由于await了一個未完成的任務（1ms對于CPU來說是很長的了），所以會返回調用方，然后打印相同的時間，一秒鐘之后會打印執行完畢。

Test3()調用了Task.Yeild()函數，主動讓出執行權，所以會直接返回調用方，然后打印相同的時間，一秒之后會打印執行完畢。

可以看到，開頭的結論是正確的。那么，有什么意義呢？Yeild的意思在這里其實就是退讓，讓出的意思，讓出什么呢？就是讓出執行權，這與Thread.sleep(0)讓出CPU執行權給其他線程（前提是有其他線程競爭）有機會執行是一個道理。

請看我的例子：

 1 public static async Task OP1()
 2 {
 3      while (true)
 4      {
 5          await Task.Yield();//這里會捕捉同步上下文，由于是控制臺程序，沒有同步上下文，所以默認的線程池任務調度器變成同步上下文
 6                                      //也就是說后面的代碼將會在線程池上執行，由于線程池工作線程數量設置為1，所以必須主動讓出執行權，讓其他的
 7                                      //任務有執行的機會
 8          Console.WriteLine("OP1在執行");
 9          Thread.Sleep(1000);//模擬一些需要占用CPU的操作
10      }
11 }
12 public static async Task OP2()
13 {
14      while (true)
15      {
16          await Task.Yield();
17          Console.WriteLine("OP2在執行");
18          Thread.Sleep(1000);
19      }
20 }
21 static async Task Main(string[] args)
22 {
23      ThreadPool.SetMinThreads(1, 1);
24      ThreadPool.SetMaxThreads(1, 1);
25      //Task.Run()方法默認使用線程池任務調度器執行任務，由于主線程不是線程池線程，所以使用Task.Run()
26      var t = Task.Run(async () => 
27      {
28          var t1 = OP1();
29          var t2 = OP2();
30          await Task.WhenAll(t1, t2);
31      });
32      await t;
33      Console.ReadLine();
34 }

可以看出OP1()和OP2()兩個協程（Task）互相爭用一個線程（用戶模式下的CPU），如果不主動讓出執行權，另一個協程（Task）將不會有機會執行。

例如：

1 public static async Task OP2()
2 {
3      while (true)
4      {
5          await Task.CompletedTask;//或者是直接去掉
6          Console.WriteLine($"OP2在執行 {DateTime.Now}");
7          Thread.Sleep(1000);
8      }
9 }

這樣OP1()將永遠不會有機會執行。

posted @ 2020-07-09 21:45 白煙染黑墨閱讀(1049) 評論(0) 收藏舉報

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