.NET 中 如果一个Task A正在await另一个Task B，那么Task A是什么状态

Posted 2021-01-13 PowerCoder

新建一个.NET Core控制台程序，输入如下代码：

using System;
using System.Threading;
using System.Threading.Tasks;

class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        //使用Task.Run返回outer task，然后在Task.Run里面启动inner task，注意这里的Task.Run实际上是调用的public static Task Run(Func<Task> function)重载方法
        var outerTask = Task.Run(async () =>
        {
            //await 之前执行
            Console.WriteLine("Task ID " + (Task.CurrentId == null ? "" : Task.CurrentId.ToString()) + ", Thread ID " + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId.ToString() + " : Outer task began!");//注意这里的Task ID为1

            //启动inner task
            var innerTask = Task.Run(() =>
            {
                //inner task 的线程沉睡5秒
                Thread.Sleep(5000);
            });

            //输出outer task即将开始await
            Console.WriteLine("Task ID " + (Task.CurrentId == null ? "" : Task.CurrentId.ToString()) + ", Thread ID " + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId.ToString() + " : Outer task will await!");
            await innerTask;//在outerTask的线程中await innerTask的Task线程

            //await 完成之后执行，从下面的输出可以看到，await之后的代码是使用一个新的线程来执行的，因为下面的Thread ID和await之前发生了变化。另外可以看到这里的Task ID为null，说明已经不是await之前的Task在执行这里的代码了
            Console.WriteLine("Task ID " + (Task.CurrentId == null ? "" : Task.CurrentId.ToString()) + ", Thread ID " + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId.ToString() + " : Outer task will be finished!");
        });

        Thread.Sleep(1000);//主线程沉睡1秒，之后outer task的线程肯定开始执行了
        Console.WriteLine($"Outer task ID {outerTask.Id.ToString()}, Outer task status:{outerTask.Status.ToString()}");//检查outer task的状态，可以看到此时状态为WaitingForActivation。注意这里的Task ID为2，说明上面Task.Run返回的outerTask只是个代理，并不是真正执行Task.Run参数中委托代码的Task
        Thread.Sleep(6000);//沉睡6秒，之后outer task和inner task的线程肯定结束执行了，也就是说outerTask和innerTask应该都结束了
        Console.WriteLine($"Outer task ID {outerTask.Id.ToString()}, Outer task status:{outerTask.Status.ToString()}");//再次检查outer task的状态，可以看此时状态为RanToCompletion

        Console.WriteLine();
        Console.WriteLine();
        Console.WriteLine("Press key contiune...");
        Console.ReadKey();
    }
}

 

执行结果如下：

上面代码中Task.Run是调用的public static Task Run(Func<Task> function)重载方法，可以看到Task.Run返回的outerTask其Task ID为2，但是执行Task.Run参数中委托代码的Task ID为1，说明Task.Run返回的outerTask只是个代理，并不是真正执行Task.Run参数中委托代码的Task

 

 

接下来我们改用Task.Run的另一个重载方法public static Task Run(Action action)来执行同样的代码：

using System;
using System.Threading;
using System.Threading.Tasks;

class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        //使用Task.Run返回outer task，然后在Task.Run里面启动inner task，注意这里的Task.Run是调用的public static Task Run(Action action)重载方法
        var outerTask = Task.Run(new Action(async () =>
        {
            //await 之前执行
            Console.WriteLine("Task ID " + (Task.CurrentId == null ? "" : Task.CurrentId.ToString()) + ", Thread ID " + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId.ToString() + " : Outer task began!");//注意这里的Task ID为1

            //启动inner task
            var innerTask = Task.Run(() =>
            {
                //inner task 的线程沉睡5秒
                Thread.Sleep(5000);
            });

            //输出outer task即将开始await
            Console.WriteLine("Task ID " + (Task.CurrentId == null ? "" : Task.CurrentId.ToString()) + ", Thread ID " + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId.ToString() + " : Outer task will await!");
            await innerTask;//在outerTask的线程中await innerTask的Task线程

            //await 完成之后执行，从下面的输出可以看到，await之后的代码是使用一个新的线程来执行的，因为下面的Thread ID和await之前发生了变化。另外可以看到这里的Task ID为null，说明已经不是await之前的Task在执行这里的代码了
            Console.WriteLine("Task ID " + (Task.CurrentId == null ? "" : Task.CurrentId.ToString()) + ", Thread ID " + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId.ToString() + " : Outer task will be finished!");
        }));

        Thread.Sleep(1000);//主线程沉睡1秒，之后outer task的线程肯定开始执行了
        Console.WriteLine($"Outer task ID {outerTask.Id.ToString()}, Outer task status:{outerTask.Status.ToString()}");//检查outer task的状态，可以看到此时状态为RanToCompletion。注意这里的Task ID为1，说明outerTask和执行上面Task.Run参数中委托代码的Task是同一个Task
        Thread.Sleep(6000);//沉睡6秒，之后outer task和inner task的线程肯定结束执行了，也就是说outerTask和innerTask应该都结束了
        Console.WriteLine($"Outer task ID {outerTask.Id.ToString()}, Outer task status:{outerTask.Status.ToString()}");//再次检查outer task的状态，可以看此时状态为RanToCompletion

        Console.WriteLine();
        Console.WriteLine();
        Console.WriteLine("Press key contiune...");
        Console.ReadKey();
    }
}

 

执行结果如下：

这次上面代码中Task.Run是调用的public static Task Run(Action action)重载方法，但是结果和调用public static Task Run(Func<Task> function)重载方法时完全不一样了，这次Task.Run返回的outerTask和执行Task.Run参数中委托代码的Task，Task ID都为1，是同一个Task，不过outerTask在await后就直接结束了，因为其状态已经是RanToCompletion。

由此可以看到Task.Run的两个重载方法public static Task Run(Func<Task> function)和public static Task Run(Action action)返回的outerTask是不一样的。

 

 

然后如果我们不用Task.Run，而是用new Task创建一个新的outerTask，然后启动outerTask，代码如下：

using System;
using System.Threading;
using System.Threading.Tasks;

class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        //声明outerTask
        Task outerTask = null;

        //新建一个Task对象然后赋值给outerTask，然后在outerTask里面启动inner task
        outerTask = new Task(async () =>
        {
            //await 之前执行
            Console.WriteLine("Task ID " + (Task.CurrentId == null ? "" : Task.CurrentId.ToString()) + ", Thread ID " + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId.ToString() + " : Outer task began!");//注意这里的Task ID为1

            //启动inner task
            var innerTask = Task.Run(() =>
            {
                //inner task 的线程沉睡5秒
                Thread.Sleep(5000);
            });

            //输出outer task即将开始await
            Console.WriteLine("Task ID " + (Task.CurrentId == null ? "" : Task.CurrentId.ToString()) + ", Thread ID " + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId.ToString() + " : Outer task will await!");
            await innerTask;//在outerTask的线程中await innerTask的Task线程

            //await 完成之后执行，从下面的输出可以看到，await之后的代码是使用一个新的线程来执行的，因为下面的Thread ID和await之前发生了变化。另外可以看到这里的Task ID为null，说明已经不是await之前的Task在执行这里的代码了
            Console.WriteLine("Task ID " + (Task.CurrentId == null ? "" : Task.CurrentId.ToString()) + ", Thread ID " + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId.ToString() + " : Outer task will be finished!");
        });

        //启动outerTask
        outerTask.Start();

        Thread.Sleep(1000);//主线程沉睡1秒，之后outer task的线程肯定开始执行了
        Console.WriteLine($"Outer task ID {outerTask.Id.ToString()}, Outer task status:{outerTask.Status.ToString()}");//检查outer task的状态，可以看到此时状态为RanToCompletion。注意这里的Task ID为1，说明outerTask和执行上面new Task参数中委托代码的Task是同一个Task
        Thread.Sleep(6000);//沉睡6秒，之后outer task和inner task的线程肯定结束执行了，也就是说outerTask和innerTask应该都结束了
        Console.WriteLine($"Outer task ID {outerTask.Id.ToString()}, Outer task status:{outerTask.Status.ToString()}");//再次检查outer task的状态，可以看此时状态为RanToCompletion

        Console.WriteLine();
        Console.WriteLine();
        Console.WriteLine("Press key contiune...");
        Console.ReadKey();
    }
}

 

执行结果如下：

可以看到这次结果和调用Task.Run的重载方法public static Task Run(Action action)时相同，同样这次outerTask和执行new Task参数中委托代码的Task，Task ID都为1，是同一个Task，outerTask仍然是在await后就直接结束了，因为其状态已经是RanToCompletion

所以由此可见，使用Task.Run的重载方法public static Task Run(Func<Task> function)返回的outerTask是最靠谱的，因为该重载方法返回的outerTask是在Task.Run参数中委托代码全都执行完毕后才变为RanToCompletion状态的，但是Task.Run重载方法public static Task Run(Action action)和new Task返回的outerTask，在Task.Run和new Task参数中委托代码执行了await后就立马变为RanToCompletion状态了，这明显和预期不符，特别是在调用Task.Wait()方法时会容易造成Bug，因为Task.Wait()在Task状态为RanToCompletion时就跳出了，这是极其危险的，因为此时outerTask（Task.Run重载方法public static Task Run(Action action)和new Task返回的outerTask）中的代码实际上并没有执行完毕还在await中。

 

 

此外我们还可以更改上面代码中的outerTask为一个后台线程outerThread来做同样的测试，代码如下：

class Program
{
    //定义outer thread为Program类的静态变量，这样我们在其执行方法OuterThreadRun中也可以检查outer thread的状态
    static Thread outerThread;

    //这是outer thread的执行方法，其在outer thread里面启动inner task
    static async void OuterThreadRun()
    {
        //await 之前执行
        Console.WriteLine("Thread ID " + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId.ToString() + " : Outer thread began!");

        //显示在执行中的outer thread的状态，此时状态显示为Background，因为outer thread为后台线程，所以Background表示后台线程正在执行
        Console.WriteLine($"Thread ID { Thread.CurrentThread.ManagedThreadId.ToString() } : Outer thread status:{outerThread.ThreadState.ToString()}");

        //启动inner task
        var innerTask = Task.Run(() =>
        {
            //inner task 的线程沉睡5秒
            Thread.Sleep(5000);
        });

        //输出outer thread即将开始await
        Console.WriteLine("Thread ID " + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId.ToString() + " : Outer thread will await!");
        await innerTask;//在outer thread线程中await innerTask的Task线程

        //await 完成之后执行，从下面的输出可以看到，await之后的代码是使用一个新的线程来执行的，因为下面的Thread ID和await之前发生了变化
        Console.WriteLine("Thread ID " + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId.ToString() + " : Outer thread will be finished!");
    }

    static void Main(string[] args)
    {
        //初始化outer thread，绑定执行方法为OuterThreadRun，并设置IsBackground为true，即后台线程
        outerThread = new Thread(new ThreadStart(OuterThreadRun))
        {
            IsBackground = true
        };

        //开始执行outer thread
        outerThread.Start();

        Thread.Sleep(1000);//主线程沉睡1秒，之后outer thread线程肯定开始执行了
        Console.WriteLine($"Outer thread status:{outerThread.ThreadState.ToString()}");//检查outer thread的状态，可以看到此时状态为Stopped，因为现在outer thread正在await innerTask，这说明await中的线程状态是Stopped
        Thread.Sleep(6000);//沉睡6秒，之后outer thread线程和inner task的线程肯定结束执行了，也就是说outerThread和innerTask应该都结束了
        Console.WriteLine($"Outer thread status:{outerThread.ThreadState.ToString()}");//再次检查outer thread的状态，可以看此时状态为Stopped，因为outerThread和innerTask都结束运行了

        Console.WriteLine();
        Console.WriteLine();
        Console.WriteLine("Press key contiune...");
        Console.ReadKey();
    }
}

 

结果如下所示：