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.

    状态机实现接口

    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。