为什么Task.WhenAll的continuations是同步执行的？

Question

Task.WhenAll在 .NET Core 3.0 上运行时，我只是对该方法进行了一个奇怪的观察。我将一个简单的Task.Delay任务作为单个参数传递给Task.WhenAll，并且我预计包装的任务将与原始任务的行为相同。但这种情况并非如此。原始任务的延续是异步执行的（这是可取的），多个Task.WhenAll(task)包装器的延续是一个接一个同步执行的（这是不可取的）。

这是此行为的演示。四个工作任务正在等待同一个Task.Delay任务完成，然后继续进行繁重的计算（由 a 模拟Thread.Sleep）。

var task = Task.Delay(500);
var workers = Enumerable.Range(1, 4).Select(async x =>
{
    Console.WriteLine($"{DateTime.Now:HH:mm:ss.fff}" +
        $" [{Thread.CurrentThread.ManagedThreadId}] Worker{x} before await");

    await task;
    //await Task.WhenAll(task);

    Console.WriteLine($"{DateTime.Now:HH:mm:ss.fff}" +
        $" [{Thread.CurrentThread.ManagedThreadId}] Worker{x} after await");

    Thread.Sleep(1000); // Simulate some heavy CPU-bound computation
}).ToArray();
Task.WaitAll(workers);

这是输出。四个延续在不同的线程（并行）中按预期运行。

var task = Task.Delay(500);
var workers = Enumerable.Range(1, 4).Select(async x =>
{
    Console.WriteLine($"{DateTime.Now:HH:mm:ss.fff}" +
        $" [{Thread.CurrentThread.ManagedThreadId}] Worker{x} before await");

    await task;
    //await Task.WhenAll(task);

    Console.WriteLine($"{DateTime.Now:HH:mm:ss.fff}" +
        $" [{Thread.CurrentThread.ManagedThreadId}] Worker{x} after await");

    Thread.Sleep(1000); // Simulate some heavy CPU-bound computation
}).ToArray();
Task.WaitAll(workers);

现在，如果我注释该行await task并取消注释以下行await Task.WhenAll(task)，则输出完全不同。所有延续都在同一个线程中运行，因此计算不是并行化的。每个计算都在前一个计算完成后开始：

05:23:25.511 [1] Worker1 before await
05:23:25.542 [1] Worker2 before await
05:23:25.543 [1] Worker3 before await
05:23:25.543 [1] Worker4 before await
05:23:25.610 [4] Worker1 after await
05:23:25.610 [7] Worker2 after await
05:23:25.610 [6] Worker3 after await
05:23:25.610 [5] Worker4 after await

令人惊讶的是，只有当每个工人等待不同的包装器时才会发生这种情况。如果我预先定义包装器：

var task = Task.WhenAll(Task.Delay(500));

...然后await在所有工人中执行相同的任务，行为与第一种情况（异步延续）相同。

我的问题是：为什么会这样？是什么导致同一任务的不同包装器的延续在同一线程中同步执行？

注意：使用Task.WhenAny而不是包装任务会Task.WhenAll导致相同的奇怪行为。

另一个观察结果：我预计将包装器包装在 a 中Task.Run会使延续异步。但它没有发生。下面这行的延续仍然在同一个线程中（同步）执行。

await Task.Run(async () => await Task.WhenAll(task));

说明：上述差异是在 .NET Core 3.0 平台上运行的控制台应用程序中观察到的。在 .NET Framework 4.8 上，等待原始任务或任务包装器之间没有区别。在这两种情况下，continuation 都是在同一个线程中同步执行的。

Answer 1

因此，您有多个异步方法等待同一个任务变量；

    await task;
    // CPU heavy operation

是的，这些延续在完成后将被系列调用task。在您的示例中，每个延续都会在下一秒占用线程。

如果您希望每个延续异步运行，您可能需要类似的东西；

    await task;
    await Task.Yield().ConfigureAwait(false);
    // CPU heavy operation

以便您的任务从初始延续返回，并允许 CPU 负载在SynchronizationContext.