Task与 async 和await关键字使用和探讨

基本概念：

Task (任务): 在 .NET 中，Task 表示一个可能会在未来完成的操作，可以是异步的，也可以是同步的。Task<TResult> 是返回结果的任务，而 Task 是不返回结果的任务。
async 关键字: 标记一个方法为异步方法。此方法可以包含 await 关键字，用于异步等待其他任务。async 方法的返回类型通常是 Task 或 Task<TResult>，如果不返回任何值，也可以是 void（不过在实践中，void 仅限于事件处理程序）。
await 关键字: 用来暂停（等待方法）异步方法的执行，直到 Task 完成。当任务完成时，代码会继续执行。

async和await简单写法：

写一个简单的异步方法，用Task.Run模拟跑一个任务，用await关键字:来等待这个任务执行完成，

async 关键字: 标记一个方法为异步方法。

public static async Task<int> DoSomethingAsync(){// 同步部分Console.WriteLine("Start");// 异步部分，假设这是一个耗时的I/O操作int result = await Task.Run(() =>{Thread.Sleep(10000); // 模拟长时间的操作return 42;});// 当异步任务完成后，恢复执行Console.WriteLine("End");return result;}public static DateTime GetDate() { return DateTime.Now;}

调用异步方法：

调用异步方法必须是用await来等待，该方法执行结束，不然无法调用，使用await之后必然要使用async标记调用方法要不然会报错，且返回值必须是用Task关键字处理异步任务并且返回一个 Task 对象，要不然也会报错。

     static  async Task Main(string[] args){Console.WriteLine("Hello, World!");int result = await  DoSomethingAsync();Console.WriteLine($"Result: {result}");var date=  GetDate();Console.WriteLine("当前时间",date.ToString()) ;}

简单使用总结：

Main 方法在执行时，调用了 await DoSomethingAsync()。
此时，Main 方法暂停执行，等待 DoSomethingAsync() 完成。
DoSomethingAsync() 执行完毕并返回结果后，await 会恢复 Main 的执行，继续运行后面的代码。

await和线程的关系：

await调用的等待期间，.net会把当前的线程返回给线程池，等待异步方法调用执行完毕后，框架会从线程池在取出来一个线程执行后续代码。

运行下面的简单的一个文件写入代码，调用await后线程id已经改变了

    static  async Task Main(string[] args){//打印当前线程idConsole.WriteLine(Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);StringBuilder sb = new StringBuilder();for (int i = 0; i < 10000; i++){sb.Append("XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX");}await File.WriteAllTextAsync(@"D:\移动\asp.net core\task和asnyc、await\test\1.txt",sb.ToString());Console.WriteLine(Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);}

执行结果：

异步方法不等于多线程：

异步方法的代码并不会自动在新线程中执行，除非把代码放到新线程中执行。

写一个异步方法但里面没有用到await关键字

虽然这个方法是异步的 (async)，但它没有切换线程，仍然在原来的线程上执行。这是因为 async 并不会自动创建新线程。

        //虽然看起来是异步的 但是方法体内并没有创建新线程 所以还是在原来的线程上运行public static async Task<double> CalcAsync(int n){Console.WriteLine("CalcAsync" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);double result = 0;Random random = new Random();for (int i = 0; i < n * n; i++){result += random.NextDouble();}return result;}

async 关键字的主要作用是允许你在方法内部使用 await 来等待异步操作的完成，但它本身并不创建新线程。
如果没有 await 或者没有明确的异步操作，整个方法会像普通的同步方法一样执行，只不过它是以异步的形式返回 Task。
只有当你使用了 await 等待某个异步任务时，才会暂停当前方法的执行，等待该异步任务完成后继续执行。

调用上面的异步方法

     static  async Task Main(string[] args){Console.WriteLine("执行之前："+Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);double r = await CalcAsync(5000);Console.WriteLine("执行之后：" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);}

执行结果：

线程id没有改变，因为异步方法不会自动在新线程中执行，想让异步方法在新的线程执行，必须手动设置到新的线程中执行。例如使用Task.Run。

       public static async Task<double> CalcAsync(int n){return await     Task.Run(() =>{Console.WriteLine("CalcAsync" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);double result = 0;Random random = new Random();for (int i = 0; i < n * n; i++){result += random.NextDouble();}return result;});}

但是Task.Run 不也会直接创建新线程，而是将任务提交给 .NET 线程池，并在池中某个空闲的线程上执行，这种方式叫做线程调度，方法将任务委托给线程池来执行，是异步编程的基础之一。

Task类的是什么？

Task 类是 .NET 中表示异步操作的核心类。它代表一个将来会完成的操作（任务）。Task 可以异步执行，并且允许你等待任务的完成，获取返回值或处理异常。

有两种常用的 Task 类型：

Task：代表一个没有返回值的异步操作（类似于 void）。

Task<T>：代表一个异步操作，返回类型为 T 的结果。

例如：

处理多个并发任务

使用 Task.WhenAll 可以等待多个任务并发完成，这对于并行处理多个独立的异步操作非常有用。

写一个方法，模拟一个需要长时间执行的任务。

    static void DoWork(int taskId){Console.WriteLine($"Task 任务{taskId} 正在执行...");Task.Delay(2000).Wait();  // 模拟长时间任务Console.WriteLine($"Task 任务{taskId}执行完成.");}

调用，并使用Task.WhenAll 对个任务并发进行处理。

   static  async Task Main(string[] args){Task task1 = Task.Run(() => DoWork(1));Task task2 = Task.Run(() => DoWork(2));Task task3 = Task.Run(() => DoWork(3));await Task.WhenAll(task1, task2, task3); // 等待所有任务完成Console.WriteLine("All tasks completed.");Console.ReadKey();}

运行结果：

WhenAll将方法三个方法一起并行执行完成。

`Task.WhenAll` 的使用场景

并行处理：当你有多个独立的任务且它们可以并行执行时，例如批量调用 Web API、并发读取文件等，可以使用 Task.WhenAll。
批量执行并等待完成：在一个应用程序中，你可能需要执行多个异步操作并确保它们全部完成，比如启动多个数据库查询或网络请求，可以使用 Task.WhenAll 确保所有操作完成后再继续后续逻辑。
等待异步操作的集合：当你有一系列异步任务（可能数量动态变化）时，可以将这些任务打包在一起使用 Task.WhenAll 等待完成。