TPL 可以在多个线程上运行任务吗？

Posted 2023-04-13

【中文标题】TPL 可以在多个线程上运行任务吗？

【英文标题】：Can the TPL run the Task on more than one thread?

【发布时间】：2014-09-17 12:51:31

【问题描述】：

欢迎提供特定于 Mono/Xamarin 的答案。

我正在使用 Task.Run() 运行 System.Threading.Tasks。 TPL 会在任务执行的整个生命周期内将创建的任务分配给单个线程吗？或者是否有可能创建的任务在运行时会被抢占，然后在不同的线程上再次调度？

Thread.CurrentThread.ManagedThreadId 会在任务的生命周期内保持不变吗？

对于长时间运行的任务，答案是否不同？

有没有办法控制这方面的 TPL 行为？

【参考方案1】：

TPL 会在任务执行的整个生命周期内将创建的任务分配给单个线程吗？

指导原则是同步部分工作在单个线程上运行。因此，如果您将同步委托传递给Task.Run，它将全部在单个线程上运行：

await Task.Run(() => Thread.Sleep(5000)); // same thread after sleep

但是，如果您有异步代码，则每个await 都是代码中暂停该方法的位置。当方法恢复时，它将在线程池线程（可能是不同的线程）上恢复。

await Task.Run(async () => await Task.Delay(5000)); // thread may change

长时间运行标志（不能传递给Task.Run）不会影响此行为，因为它仅适用于第一个同步部分。

控制这种情况的正常方法是使用自定义TaskScheduler 或SynchronizationContext。但是，在走这条路之前，您可能需要考虑另一种方法。应该有比将方法强制回到同一个线程更好的解决方案。例如，线程仿射同步原语都有async兼容的等价物，线程本地存储可以替换为闭包/类字段/逻辑调用上下文等。

【讨论】：

值得注意的是，从技术上讲，在您的第二个示例中，Run 仍在执行它在单个线程上接收到的全部委托。正是您传递给Run 的委托将其行为明确定义为做某事，然后调度要在另一个线程池线程中执行的操作，所以说Run 将只执行委托是完全正确的您可以在单个线程上执行它，尽管各种其他类型的任务可以表示在多个线程上执行的操作。

我相信你和 Servy 是正确的，而我能得出的最接近“证明”的是，如果同步委托在更多设备上运行，C# 锁 (obj) 构造将无法正常工作不止一个线程。这在任何地方都有记录吗？

async（其中await 是“屈服点”）的基本概念是documented here。 Task.Run async/sync 委托在 Stephen Toub's blog 上进行了简要讨论。

【参考方案2】：

Task.Run 将调度委托在线程池中执行，并且线程池只会在单个线程上执行给定的委托。它不会在线程之间移动它。

也就是说，Task 在概念上只是表示在未来某个时间点完成某些异步操作。它可以代表最终完成的任何事情。如果你想创建一个任务来表示一个委托在一个线程上的执行，然后另一个委托在另一个线程上的执行，那么你绝对可以做到。

许多使用async 关键字的方法实际上可以做到这一点。因为，在没有设置同步上下文的应用程序中，由于await 调用而连接起来的延续可能（有时可以优化）每个都在线程池中单独调度。例如，在控制台应用程序中运行的以下代码会生成一个任务，该任务可能会打印出三个完全不同的数字。 （当然，它们并不是要求不同的；线程池可能只是碰巧将延续安排在同一个线程上运行。）

public static async Task Foo()

    Console.WriteLine(Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
    await Task.Delay(100);
    Console.WriteLine(Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
    await Task.Delay(100);
    Console.WriteLine(Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);

【讨论】：

您如何确定地知道这一点：“它不会在线程之间移动它。”？

嗯，首先，它不可能。当您告诉线程执行委托时，没有机制可以只执行一半然后停止，无需合作。逻辑 C# 线程可能没有与 OS 线程的 1:1 映射（尽管我很有信心这实际上不会发生），但这超出了您确实需要了解的抽象层。如果它可能改变执行你的代码的线程（它不能）那不应该破坏你的程序。如果是这样，你几乎肯定会做一些你不应该做的事情。

所以基本上，你不确定（没关系）。我不知道 TPL 的实现，但我可以想象一个长时间运行的任务可以被抢占，然后由于线程数量有限而在稍后继续。我可能猜想 TPL 可以选择不同的线程来继续执行任务。至于你在不了解任何上下文的情况下说出“你几乎肯定会做你不应该做的事情”的能力，伙计，这太棒了。您应该找到一种通过该技能获利的方法。

@jeff7091 我知道线程池不会在多个线程上执行给定的操作。线程一直暂停并稍后继续，但它们不会暂停然后执行另一个线程的状态。是的，即使不知道上下文，我也可以非常确信，如果您在多线程环境中编写代码并期望它在特定线程上执行，那么您的可能性非常正在做一些你不应该做的事情，因为使用这些抽象层的全部目的是抽象出这些概念。

@jeff7091 我理解你的想法。可能无法找到 TPL 不会跨线程移动运行代码的事实。理论上，它可以通过运行时的合作来做到这一点。另一方面：a）几乎不需要这样做（您不同意吗？） b）很难实现 c）这将被用户代码检测到，因为 ManagedThreadId 可以随时更改 d）非托管代​​码不能t 处理这个问题，.NET 一直调用非托管代码。 => TPL 不这样做。我无法为您提供官方消息来源。资料来源：Servy 和我。