异步和等待没有“线程”？我可以自定义引擎盖下发生的事情吗？

Question

我有一个问题，关于如何自定义新的async / await关键字和C＃4.5中的Task类。

首先是了解我的问题的一些背景：我正在开发一个具有以下设计的框架：

• 一个线程有一个“当前要做的事情”列表（通常约100到200个项目），它们存储为自己的数据结构并保存为列表。 它有一个Update()函数，它枚举列表并查看是否需要执行某些“事情”并执行此操作。 基本上它就像一个大线程的sheduler。 为简单起见，让我们假设了“要做的事情”是返回布尔函数true当他们“完成”（且不应被称为下一个更新）和false当sheduler应该再打电话给他们下一次更新。
• 所有“东西”不能同时运行，也必须在这一个线程中运行（因为线程静态变量）
• 还有其他线程做其他事情。 它们以相同的方式构建：大循环，在一个大的Update()函数中迭代几个hundret事情。
• 线程可以相互发送消息，包括“远程过程调用”。 对于这些远程调用，RPC系统将某种未来对象返回到结果值。 在另一个线程中，插入了一个新的“要做的事情”。
• 一个常见的“事情”是链接在一起的RPC序列。 目前，这种“链接”的语法非常冗长和复杂，因为您必须手动检查以前的RPC的完成状态并调用下一个RPC等。

一个例子：

Future f1, f2;
bool SomeThingToDo() // returns true when "finished"
{
    if (f1 == null)
        f1 = Remote1.CallF1();
    else if (f1.IsComplete && f2 == null)
        f2 = Remote2.CallF2();
    else if (f2 != null && f2.IsComplete)
        return true;
    return false;
}

现在这一切听起来像async和await C＃5.0一样可以帮助我。 我没有100％完全理解它在幕后做了什么（任何好的参考？），但是当我从一些我已经看过的谈话中得到它时，它完全符合我想要的这个非常简单的代码：

async Task SomeThingToDo() // returning task is completed when this is finished.
{
    await Remote1.CallF1();
    await Remote2.CallF2();
}

但我无法找到一种方法来编写我的Update()函数来实现这样的事情。 async和await似乎想要使用Task - 这反过来似乎需要真正的线程？

迄今为止我最接近的“解决方案”：

第一个线程（运行SomeThingToDo ）只调用它们的函数一次并存储返回的任务并测试每个Update()是否完成任务。

Remote1.CallF1返回一个新的Task，其中一个空的Action作为构造函数参数，并记住返回的任务。 当F1实际完成时，它会在任务上调用RunSynchronously()将其标记为已完成。

在我看来，这似乎是对任务系统的歪曲。 除此之外，它会在两个线程之间创建共享内存（Task的IsComplete布尔值），如果可能的话，我希望用我们的远程Messanging系统替换它们。

最后，它没有解决我的问题，因为它不适SomeThingToDo上面的类似await的SomeThingToDo实现。 似乎异步函数返回的自动生成的Task对象立即完成？

最后我的问题：

1. 我可以挂钩到async / await来使用我自己的实现而不是Task<T>吗？
2. 如果这是不可能的，我可以使用Task没有任何涉及到“堵”和“线”？
3. 什么好的参考我写async和await时究竟发生了什么？

Answer 1

我没有100％完全理解它在引擎盖下做了什么 - 任何好的参考？

回到我们设计Mads时，Stephen和我在MSDN杂志的各个不同层面上写了一些文章。 链接在这里：

http://blogs.msdn.com/b/ericlippert/archive/2011/10/03/async-articles.aspx

从我的文章开始，然后是Mads's，然后是Stephen's。

似乎异步函数返回的自动生成的Task对象立即完成？

不，它们在方法体中的代码返回或抛出时完成，与任何其他代码相同。

我可以挂钩到async / await来使用我自己的实现而不是Task<T>吗？

包含 await方法必须返回void ， Task或Task<T> 。 但是，只要您可以在其上调用GetAwaiter() ， 等待的表达式就可以返回任何类型。 这不一定是Task 。

如果那是不可能的，我可以使用任何没有任何与“阻塞”和“线程”相关的任务吗？

绝对。 Task只是代表将来完成的工作。 虽然这项工作通常在另一个线程上完成，但没有要求 。

Answer 2

我可以挂钩到async / await来使用我自己的实现而不是Task吗？

是。

如果那是不可能的，我可以使用任何没有任何与“阻塞”和“线程”相关的任务吗？

是。

什么好的参考我写异步和等待时究竟发生了什么？

是。

我不鼓励你问是/否问题。 你可能不只是想要是/否答案。

async和await似乎想要使用Task - 这反过来似乎需要真正的线程？

不，那不是真的。 Task表示可以在将来的某个时间点完成的事情，可能会产生结果。 它有时在另一个线程一些计算的结果，但它并不需要的人。 它可以是未来某个时刻发生的任何事情。 例如，它可能是IO操作的结果。

Remote1.CallF1返回一个新的Task，其中一个空的Action作为构造函数参数，并记住返回的任务。 当F1实际完成时，它会在任务上调用RunSynchronously()将其标记为已完成。

所以你在这里缺少的是TaskCompletionSource类。 有了这个缺失的拼图，很多东西都应该适合。 您可以创建TCS对象，将Task从它的Task属性传递给... whoomever，然后使用SetResult属性来指示它的完成。 这样做不会导致创建任何其他线程，也不会使用线程池。

请注意，如果您没有结果并且只想要一个Task而不是Task<T>那么只需使用TaskCompletionSource<bool>或其他类似的东西，然后使用SetResult(false)或其他任何合适的东西。 通过将Task<bool>转换为Task您可以从公共API隐藏该实现。

这也应该提供您提出的前两个问题的“如何”变体，而不是您提出的“我可以”版本。 你可以使用TaskCompletionSource来生成一个任务，只要你说它就完成了，使用你想要的任何异步构造，这可能涉及或不涉及使用额外的线程。

Answer 3

回答你的问题：

我可以挂钩到async / await来使用我自己的实现而不是Task吗？

是。 你可以等待任何事情 。 但是，我不推荐这个。

如果那是不可能的，我可以使用任何没有任何与“阻塞”和“线程”相关的任务吗？

Task类型代表未来 。 它不一定在线程上“运行”; 它可以表示下载完成或计时器到期等。

什么好的参考我写异步和等待时究竟发生了什么？

如果你的意思是代码转换， 这篇博文有一个很好的并排。 它的细节并不是100％准确，但它足以写一个简单的定制等待者。

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如果你真的想扭曲async来进行竞标，Jon Skeet的eduasync系列是最好的资源。 但是，我真的不建议你在制作中这样做。

您可能会发现我的async / await介绍对async概念的介绍以及使用它们的推荐方法很有帮助。 官方MSDN文档也非常好。

我确实编写了可能适用于您的情况的AsyncContext和AsyncContextThread类 ; 它们为async / await方法定义了单线程上下文。 您可以使用Factory属性将工作（或发送消息）排队到AsyncContextThread 。