C# 异步编程面试关键点解析

"C#面试题集，包含了关于async/await、Task状态机、await的工作原理、Task与Thread的区别以及yield的使用等核心知识点。" 在C#编程中，async/await是一个强大的特性，用于编写异步代码。async关键字标记了一个方法，表明这个方法是异步的，编译器会将其转换为一个状态机。这个状态机负责跟踪方法执行的不同阶段，当遇到await关键字时，控制流会返回给调用者，直到await后的任务（通常是Task）完成。一旦任务完成，状态机会恢复执行，从await之后的代码开始。 Task状态机的实现基于CPS（Continuation Passing Style），它将局部变量封装到隐藏的状态机类中，并为每个await表达式创建一个状态号。在执行过程中，每当一个状态结束，都会通过调用MoveNext方法切换到下一个状态。此外，MoveNext还负责处理线程上下文切换和异常处理。 await关键字的主要作用在于它可以非阻塞地等待一个任务的完成，允许调用线程在等待期间继续执行其他工作。它通过调用Task.GetAwaiter().UnsafeOnCompleted()来注册一个回调，当任务完成时，该回调会启动状态机的下一个状态。与GetResult()不同，await不会阻塞当前线程，而是让线程在任务完成之前释放，而GetResult()会在当前线程上等待任务完成，直到任务结束才继续执行。 Task与Thread之间存在显著的区别。虽然两者都可以用于多线程编程，Task是.NET Framework 4.0引入的新概念，主要用于异步编程，它默认使用线程池，这更高效且节省资源。Task还可以在单线程环境、UI线程上下文中使用，并提供管理多个任务的API，如ContinueWith和WhenAll。相比而言，Thread直接创建和管理操作系统线程，更适合需要更细粒度控制的情况，但在UI编程中可能导致线程同步问题。 yield关键字与async/await类似，都是通过状态机实现的，但它的用途是在迭代器中实现多次返回。当一个方法被声明为yield return，它就可以在运行时动态生成值，而不是一次性返回整个集合。这种方式使得开发者可以在需要时生成数据，减少了内存占用。使用yield配合IEnumerable<T>接口，可以创建自定义的迭代器，允许在执行期间暂停和恢复，而无需显式地实现复杂的状态管理。 总结来说，了解并熟练掌握这些C#特性和概念对于编写高效、异步的代码至关重要。async/await简化了异步编程，Task提供了灵活的多线程执行方式，而yield则在生成和遍历序列时提供了便利。在面试或实际开发中，理解这些知识点的细节和工作原理对于解决问题和优化代码性能非常关键。