注意: 本篇文章讲述的是在 .Net Framework 环境下的分析, 但是我相信这与 .Net Core 设计思想是一致,但在实现上一定优化了很多。
下面开始本次讲述:
ExecutionContext 实际上只是线程相关其他上下文的容器。
ExecutionContext 与周围环境的信息有关,这意味着,代码正在运行时,它存储了与 当前环境 或 “context” 有关的数据。
周围环境: 代码执行处,可以访问到的变量、方法、属性等等。
在同步世界:
[ThreadStatic] 字段或 ThreadLocal<T> 中。
在异步世界,TLS变得无关紧要,同步异步对比:
ExecutionContext 实际上是一个 state 包
ExecutionContext 是使用静态方法 Capture 捕获的:
// 周围环境的 state 捕获到 ec 中
ExecutionContext ec = ExecutionContext.Capture();
通过静态方法 Run ,在委托(Run方法的参数)调用时恢复 ExecutionContext
ExecutionContext.Run(ec, delegate
{
… // 这里的代码将上述 ec 的状态视为周围环境
}, null);
所有派生异步工作的方法都以这种方式捕获和还原 ExecutionContext 的。
例如:
Task.Run 时,对 Run 的调用将从调用线程中捕获 ExecutionContext ,并将该 ExecutionContext 实例存储到 Task 对象中Task.Run 的委托作为该 Task 执行的一部分被调用时,它是使用存储的 ExecutionContext 通过 ExecutionContext.Run 来完成的以下所有异步API的执行都是捕获 ExecutionContext 并将其存储,然后在调用某些代码时再使用存储的 ExecutionContext。
Task.RunThreadPool.QueueUserWorkItemDelegate.BeginInvokeStream.BeginReadDispatcherSynchronizationContext.Post当我们谈论“flowing ExecutionContext”时,我们实际上是在讨论:
前面我们介绍了 SynchronizationContext 是如何调度线程的,现在,我们要进行进行一次对比:
SynchronizationContext.Post 只是使用捕获的状态来调用委托,而不是在调用委托时设置该状态为当前状态
async 和 await 关键字背后的框架支持会自动与 ExecutionContext 和 SynchronizationContext 交互。
每当代码等待一个可等待项(awaitable),该可等待项(awaitable) 的 等待者(awaiter) 说尚未完成时
IsCompleted 返回 false则该方法需要暂停,并通过等待者(awaiter) 的 continuation 来恢复。
等待者(awaiter) : 可以理解为
await产生的 Task对象。
await 的代码一直流到 continuation 委托的执行。
async 方法即将挂起时,基础设施将捕获 ExecutionContextExecutionContext 带领,启用重要的周围环境信息,去流过 awaits 。该框架还支持 SynchronizationContext 。前述对 ExecutionContext 的支持内置于表示 async 方法的“构建器”中
System.Runtime.CompilerServices.AsyncTaskMethodBuilderawait / async 会被编译成执行码并且这些构建器可确保 ExecutionContext 跨 await 点流动,无论使用哪种可等待项(awaitable)。
相反,对 SynchronizationContext 的支持内置在 awaiting 的且已经构建好的Task 和 Task<TResult>中
自定义的等待者(awaiter) (比如 new Task(...))可以自己添加类似的逻辑,但是不会自动获得实例化时的SynchronizationContext
await 一个 task 时,默认情况下,等待者(awaiter) 将捕获当前的 SynchronizationContext(如果有的话)Post 这个前面提供的 continuation 委托并回到该 context 进行执行
ThreadPool 的线程上如果开发人员不希望这种封送处理行为,则可以通过更改在那里使用的 可等待项(awaitable) / 等待者(awaiter) 来控制它。
Task 或 Task<TResult> 就时采用上述方式await 方法 task.ConfigureAwait(…)的返回值来修改这种封送处理行为
ConfigureAwait() 返回一个 可等待项(awaitable),它可以抑制此默认的封送处理行为。ConfigureAwait() 的唯一 bool 类型参数 continueOnCapturedContext
ConfigureAwait 如何,在恢复执行的线程上,运行时都会检查当前的 context ,以确定:
尽管 ConfigureAwait 提供了,用于改变 SynchronizationContext 行为的、显示的、与 await 相关的编程模型,但是没有用于抑制 ExecutionContext 流动的、与 await 相关的编程模型支持。
SynchronizationContext 不是 ExecutionContext 的一部分吗?
当您调用公共 ExecutionContext.Capture() 方法时,它将检查当前的 SynchronizationContext ,如果有,则将其存储到返回的 ExecutionContext 实例中。然后,当使用公共 ExecutionContext.Run(...) 方法时,在提供的委托执行期间,该捕获的 SynchronizationContext 被恢复为 Current 。
为什么这有问题?作为 ExecutionContext 的一部分而流动的 SynchronizationContext 更改了 SynchronizationContext.Current 的含义。
应该可以通过 SynchronizationContext.Current 返回到你最近调用 Current 时的环境
SynchronizationContext 流出,成为另一个线程的当前 SynchronizationContext ,则 SynchronizationContext.Current 就没有意义了,所以不是这样设计的。解释此问题的一个示例,代码如下:
private async void button1_Click(object sender, EventArgs e)
{
button1.Text = await Task.Run(async delegate
{
string data = await DownloadAsync();
return Compute(data);
});
}
Task.Run);
Compute(data));Task 完成button1.Text 属性。如果 SynchronizationContext 不作为 ExecutionContext 的一部分流动,我的预期就是有根据的。
如果 SynchronizationContext 流动了,无论如何,我将感到非常失望。
假设:SynchronizationContext 作为 ExecutionContext 的一部分流动:
Task.Run 在调用时捕获 ExecutionContext ,并使用它运行传递给它委托。
这就意味着 Task.Run 调用时的当前 SynchronizationContext 将流动到 Task 中,而且将在 DownloadAsync 执行和等待结果期间成为当前 SynchronizationContext ,
await 将看到当前 SynchronizationContext ,并 Post 异步方法的其余部分作为一个 continuation 返回到 UI线程 上运行。这意味着我的 Compute 方法将在 UI线程 上运行,而不是在 ThreadPool 上运行,从而导致我的应用程序出现响应性问题。
从实际结果来看这是不对的,假设执行的代码更像下面的
private async void button1_Click(object sender, EventArgs e)
{
string data = await DownloadAsync();
button1.Text = Compute(data);
}
实际: 现在,我们看看实际是如何处理的:
Task.Run(...) 这种异步Api的实现:
解读捕获(Capture)和运行(Run);
Capture 方法:
public,供外部使用internal 的方法,是 mscorlib 大多数公开的异步功能(如:Task.Run(...))所使用的一个
Run 方法的 internal 重载也支持忽略存储在 ExecutionContext 中的 SynchronizationContext
这意味着:
标识 async 关键字方法的实现:
async 方法中流动 ExecutionContext 所使用的方式
internal 的重载做一些事情。Post 回来是分开的async 方法的基础设施尝试忽略由于流动而将 SynchronizationContexts 设置为 Current 。SynchronizationContext.Current 不会“流动”穿过 await 点。参考资料:
《ExecutionContext vs SynchronizationContext》 --- Stephen Toub
原文:https://www.cnblogs.com/childking/p/12727850.html