C＃-了解异步/等待

Question

有关异步编程的C＃文档指出：

• 对于与CPU绑定的代码，您需要等待通过Task.Run方法在后台线程上启动的操作。

• await关键字是神奇的地方。 它将控制权交给执行await的方法的调用者，最终允许UI响应或服务具有弹性。

• 应用await关键字后，它将挂起调用方法，并将控制权交还给其调用者，直到完成等待的任务。

考虑到这一点，我测试了一些CPU绑定的代码（发现比特币区块哈希看起来适当现代且困难），以尝试确切了解应用异步/等待时发生了什么：

例

namespace AsyncronousSample
{
    using System;
    using System.Linq;
    using System.Security.Cryptography;
    using System.Threading.Tasks;

    internal static class Program
    {
        private static async Task Main(string[] args)
        {
            string result = await HashAsync(Guid.NewGuid().ToByteArray(), 4);

            Console.WriteLine("Calculating hash...");
            Console.WriteLine(result);

            Console.Read();
        }

        private static async Task<string> HashAsync(byte[] data, int difficulty = 1)
        {
            int nonce = default;
            string result = default;

            byte[] GetDataBytesWithNOnce()
            {
                return data
                    .Concat(BitConverter.GetBytes(nonce++))
                    .ToArray();
            }

            byte[] ComputeHash(byte[] bytes)
            {
                using (SHA256 sha = SHA256.Create())
                {
                    return sha.ComputeHash(sha.ComputeHash(bytes));
                }
            }

            string ConvertToHash(byte[] hashBytes)
            {
                return BitConverter
                    .ToString(hashBytes)
                    .Replace("-", string.Empty)
                    .ToLower();
            }

            return await Task.Run(() =>
            {
                do
                {
                    result = ConvertToHash(ComputeHash(GetDataBytesWithNOnce()));
                } while (!result.StartsWith(new string('0', difficulty)));

                return result;
            });
        }
    }
}

好的，对于那些对比特币及其运行方式感兴趣的更精明的人，这不是真正的比特币哈希算法，但是它是SHA256(SHA256(data + nonce)) ，因此对于此示例而言足够困难。

期望与现实

我希望“ Calculating hash...将立即打印到控制台，然后在最终找到哈希时打印结果。

实际上，在找到哈希之前，不会将任何内容打印到控制台。

题

我的理解或代码哪里出了问题？

Answer 1

因为您是在HashAsync上调用await ， HashAsync控件将HashAsync调用方使用，这种情况就是.NET Framework本身，它调用了Main方法。

我认为最简单的方法是将HashAsync返回的Task分配给变量，但要await Console.WriteLine之后再await ：

private static async Task Main(string[] args)
{
    Task<string> resultTask = HashAsync(Guid.NewGuid().ToByteArray(), 4);

    Console.WriteLine("Calculating hash...");'

    string result = await resultTask;

    Console.WriteLine(result);

    Console.Read();
}

进行此更改后，一旦调用HashAsync ，它将使用Task.Run将工作推送到后台， Task.Run您返回一个Task以观察工作进度。 但是因为您不await它，所以Main方法将继续执行，并且将显示Calculating hash... 仅当您调用await resultTask控件时，才会将其返回给被称为Main任何人，并且执行将被暂停。

Answer 2

您正在等待HashAsync完全完成。

private static async Task Main(string[] args)
{
   Console.WriteLine("Calculating hash..."); // <-- this before await

   string result = await HashAsync(Guid.NewGuid().ToByteArray(), 4);

   Console.WriteLine(result);

   Console.Read();
}

Answer 3

这是因为您await 。

我认为理解它的最好方法就是将async代码想象成可以同时运行的代码块，但是一旦您等待它，您就会说：“我现在需要该值，除非得到它，否则它将不会进一步进行”，如果您不等待，则说明您正在处理的任务可能处于未完成状态。

Answer 4

此处： string result = await HashAsync(Guid.NewGuid().ToByteArray(), 4);

您正在挂起调用方方法（在您的情况下为Main），一旦“等待”调用完成，该方法将继续。

打印到控制台的操作是通过相同的调用方方法完成的，因此，一旦HashAsync完成，您将看到“正在计算哈希...”。

Answer 5

当执行线程或UI线程执行以await开始的代码行时，UI线程将自动解除阻塞，并在用户可以与UI交互时等待操作完成，在异步操作完成一段时间后，代码将从头开始就开始执行它。

更新资料

在c＃7.1中，main方法也可以是异步的，并且可以通过这种方式使用async await

  class Program
  {
      public static async Task Main(string[] args)
      {
         await Task.Run(async () =>
         {
            MyAsyncFunc();
         });
         Console.WriteLine("done");
         Console.ReadLine();
      }

    static async Task MyAsyncFunc()
     {
        await Task.Delay(3000);
     }
  }