仅使用 async/await 时是否存在竞争条件？

Question

.NET 5.0

using Microsoft.VisualStudio.TestTools.UnitTesting;
using System.Threading.Tasks;
using System;
using System.Collections.Generic;

namespace AsyncTest
{
    [TestClass]
    public class AsyncTest
    {
        public async Task AppendNewIntVal(List<int> intVals)
        {
            await Task.Delay(new Random().Next(15, 45));

            intVals.Add(new Random().Next());
        }

        public async Task AppendNewIntVal(int count, List<int> intVals)
        {
            var appendNewIntValTasks = new List<Task>();

            for (var a = 0; a < count; a++)
            {
                appendNewIntValTasks.Add(AppendNewIntVal(intVals));
            }

            await Task.WhenAll(appendNewIntValTasks);
        }

        [TestMethod]
        public async Task TestAsyncIntList()
        {
            var appendCount = 30;
            var intVals = new List<int>();

            await AppendNewIntVal(appendCount, intVals);

            Assert.AreEqual(appendCount, intVals.Count);
        }
    }
}

上面的代码编译并运行，但测试失败，输出类似于：

Assert.AreEqual 失败。预期：<30>。实际：<17>。

在上面的示例中，“实际”值为 17，但它在执行之间有所不同。

我知道我对异步编程在 .NET 中的工作方式缺乏一些了解，因为我没有得到预期的输出。

根据我的理解，该AppendNewIntVal方法启动 N 个任务，然后等待它们全部完成。如果他们都完成了，我希望他们每个人都会在列表中附加一个值，但事实并非如此。看起来存在竞争条件，但我认为这是不可能的，因为代码不是多线程的。我错过了什么？

Answer 1

是的，如果您不立即等待每个可等待的，即在这里：

appendNewIntValTasks.Add(AppendNewIntVal(intVals));

这一行在异步术语中等同于 (in thread-based code) Thread.Start，我们现在在内部异步代码周围没有安全性：

intVals.Add(new Random().Next());

当两个流同时调用Add时，它现在可以以相同的并发方式失败。您也应该避免new Random()，因为这不一定是随机的（它是基于许多框架版本的时间，并且最终可能会导致两个流获得相同的种子）。

所以：所示的代码确实很危险。

在明显的安全版本是：

        public async Task AppendNewIntVal(int count, List<int> intVals)
        {
            for (var a = 0; a < count; a++)
            {
                await AppendNewIntVal(intVals);
            }
        }

它可能推迟await，但你明确选择加入并发当你这样做，你的代码需要处理它适合防守。