与异步方法的并行性：为什么我需要在这里执行 Task.Run() ，我可以避免它吗？

Question

我的目标是提高对 C# 并发性的理解，并遇到了一个关于我的小玩具问题的问题。 让我们考虑一个异步方法

async Task<int> CountAsync(int id)

，它根据给定的 ID 对某些内容进行计数，但为此，它必须发出 Web 请求，因此是异步的。 现在我想并行计算多个不同的 ID。我认为不等待循环中的每个

CountAsync

调用就可以完成这项工作。

var countTasks = new List<Task<int>>();
for (int i = 1; i <= upUntil; i++)
{
    countTasks.Add(CountAsync(i));
}
await Task.WhenAll(countTasks);
var count = countTasks.Select(x => x.Result).Sum();

但是，它表明这与简单地调用并等待循环内的每个 Count 一样快。 为了让计数真正并行完成，我必须利用

Task.Run()

并编写如下代码：

var countTasks = new List<Task<int>>();
for (int i = 1; i <= upUntil; i++)
{
    countTasks.Add(Task.Run(async () => await CountAsync(i)));
}
await Task.WhenAll(countTasks);
var count = countTasks.Select(x => x.Result).Sum();

或者使用

AsParallel()

的替代方案来更好地控制并行度。

count = Enumerable.Range(1, upUntil)
    .AsParallel()
    .WithDegreeOfParallelism(16)
    .Select(CountAsync)
    .Sum(t => t.Result);

阅读 Stephen Cleary 的《C# 中的并发》让我意识到并行和异步方法是不同的，而且我实际上处于并行处理场景中。但是，我假设在第一个循环中不等待 CountAsync 并简单地收集异步方法的 Promises，也会导致执行加速，因为它可以卸载到不同的线程。

我显然在这里缺乏理解，想弄清楚我的第一个示例中幕后发生了什么。另外：当使用异步方法进行并行操作时，我的其他代码示例是否可行？我不喜欢使用.Result.

编辑： 根据要求，我添加了用于游乐场示例的 CountAsync。它计算随机“AB”字符串中“A”的数量。 Task.Delay 用于使其缓慢且异步，就像 @Auditive 发布的小提琴一样。我对小提琴很好奇，因为它似乎符合我最初的想法。一个可能很重要的细节： 我已经在 .NET 8 ASP.NET Core 应用程序的 GET 控制器方法中实现了调用代码。

private static async IAsyncEnumerable<string> GetObjectsSlowlyAsync(int id)
{
    var random = new Random(id);
    
    for (int i = 0; i < 1000000; i++)
    {
        if (random.Next(0, 10) == 1)
            yield return "A";
        else
            yield return "B";

        await Task.Delay(TimeSpan.FromMicroseconds(random.Next(400, 800)));
    }
}

public static async Task<int> CountAsync(int id)
{
    var count = 0;
    await foreach (var x in GetObjectsSlowlyAsync(id))
    {
        if (x == "A") count++;
    }
    return count;
}

我对两种调用 CountAsync 的方式体验到的差异几乎是十倍：

Answer 1

await Task.Delay(TimeSpan.FromMicroseconds(random.Next(400, 800)));

您似乎对 .NET 计时器在亚毫秒时间跨度内触发的能力抱有很高的期望。实际上，任何小于一毫秒的时间跨度都会蒸发为零：

Task task = Task.Delay(TimeSpan.FromMicroseconds(999));
Console.WriteLine(ReferenceEquals(task, Task.CompletedTask)); // True

在线演示.

代码中的

await

等待完成的

Task

，所以它相当于：

await Task.CompletedTask;

结果是你的

GetObjectsSlowlyAsync

是完全同步的。它既不慢也不异步。

这清楚地表明了为什么您需要

Task.Run

来并行化此代码。同步代码本身并不并行化。