最近有个小伙伴提出了一个问题，就是在使用.net core的BackgroundService的时候，对应的ExecuteAsync方法里面写如下代码，会使程序一直卡在当前方法，不会继续执行，代码如下：
public class BGService : BackgroundService { protected override Task ExecuteAsync(CancellationToken stoppingToken) { while (true) { Thread.Sleep(1000); } } } 其实这个问题我们还是对Task和异步执行过程理解不够深入导致的，所以本篇文章笔者就以这个问题来对Task和异步方法执行过程来做源码的探究。
PS:本文只贴出重要的代码和注释，不是其全部的代码，读者多关注下注释。
private static void SleepInternal(int millisecondsTimeout) { //这是Windows平台，不同平台调用的方法不一样 Interop.Kernel32.Sleep((uint)millisecondsTimeout); } public static Task Delay(int millisecondsDelay, CancellationToken cancellationToken) { if (millisecondsDelay < -1) { ThrowHelper.ThrowArgumentOutOfRangeException(ExceptionArgument.millisecondsDelay, ExceptionResource.Task_Delay_InvalidMillisecondsDelay); } //开始执行Delay方法 return Delay((uint)millisecondsDelay, cancellationToken); } private static Task Delay(uint millisecondsDelay, CancellationToken cancellationToken) => cancellationToken.IsCancellationRequested ? FromCanceled(cancellationToken) : millisecondsDelay == 0 ? CompletedTask : //它继承自DelayPromise,只不过加了CancellationTiken cancellationToken.CanBeCanceled ? new DelayPromiseWithCancellation(millisecondsDelay, cancellationToken) : //最终执行这个 new DelayPromise(millisecondsDelay); internal DelayPromise(uint millisecondsDelay) { if (millisecondsDelay != Timeout.UnsignedInfinite) { //把任务放到定时队列里 _timer = new TimerQueueTimer(s_timerCallback, this, millisecondsDelay, Timeout.UnsignedInfinite, flowExecutionContext: false); //如果已经完成了，就把这个销毁掉 if (IsCompleted) { _timer.Close(); } } } 总结来说：
1.Thread.Sleep会让当前执行线程挂起一段时间，而在挂起的过程中，不能去干其他的事情，影响线程池对线程的调度，间接影响系统的并发性。
2.Task.Delay由创建定时队列消息，在指定时间之后由线程池去处理Callback，而在这指定时间内是由系统去调度的(这里可能我理解不对)，而当前执行线程可以继续干其他事情。
Task任务默认情况下是通过线程池中的空闲线程去执行，除非设置LongRunning才会单独开启一个Thread去执行。一般来说多线程只是异步编程实现的一种方式，
一般来说我们使用Await和Async是一起使用的，但是它存在其传播性，它本身实际上是个语法糖，算是隐性的调用ContinueWith方法，在执行完成后继续执行其他任务，接下我们来解析下他是怎么执行的。我们看下如下代码：
public async Task AA() { await Task.Delay(1000); Console.WriteLine("执行到我了"); } 实际上上面的代码在编译之后，会形成一个状态机(只有标识是async的才会被编译成状态机的形式)，具体代码如下(含注释),
public class C { [StructLayout(LayoutKind.Auto)] [CompilerGenerated] private struct <AA>d__0 : IAsyncStateMachine //所有的异步方法都继承自它 { //初始值是-1 public int <>1__state; //异步任务方法构造器 public AsyncTaskMethodBuilder <>t__builder; private TaskAwaiter <>u__1; private void MoveNext() { int num = <>1__state; try { TaskAwaiter awaiter; if (num != 0) { //在有标识await的地方，会调用对应Task的GetAwaiter()方法，但是它还是会以当前执行线程去调用Task.Delay。 awaiter = Task.Delay(1000).GetAwaiter(); //当await是未完成状态 if (!awaiter.IsCompleted) { num = (<>1__state = 0); <>u__1 = awaiter; //重点是这个方法，里面实际上是执行了ContinueWith,而在Task执行完成之后，又调用其MoveNext方法(这时候可能是不同的线程去执行的)。 <>t__builder.AwaitUnsafeOnCompleted(ref awaiter, ref this); return; } } else { awaiter = <>u__1; <>u__1 = default(TaskAwaiter); num = (<>1__state = -1); } awaiter.GetResult(); //在获取到值之后，继续执行await后面的代码 Console.WriteLine("执行到我了"); } catch (Exception exception) { <>1__state = -2; <>t__builder.SetException(exception); return; } <>1__state = -2; <>t__builder.SetResult(); } void IAsyncStateMachine.MoveNext() { this.MoveNext(); } } //AA整个异步方法被编译成这样 [AsyncStateMachine(typeof(<AA>d__0))] public Task AA() { //构建状态机 <AA>d__0 stateMachine = default(<AA>d__0); //创建异步任务方法构造器 stateMachine.<>t__builder = AsyncTaskMethodBuilder.Create(); stateMachine.<>1__state = -1; //执行Start方法 stateMachine.<>t__builder.Start(ref stateMachine); //返回当前Task return stateMachine.<>t__builder.Task; } } 我们来看AA异步方法，被编译成一个完全不同的方法，在
AA方法中stateMachine.<>t__builder.Start(ref stateMachine);我们看一下到底执行了什么，如下：
public struct AsyncTaskMethodBuilder<TResult> { [DebuggerStepThrough] [MethodImpl(MethodImplOptions.AggressiveInlining)] public void Start<TStateMachine>(ref TStateMachine stateMachine) where TStateMachine : IAsyncStateMachine => AsyncMethodBuilderCore.Start(ref stateMachine); } internal static class AsyncMethodBuilderCore { [DebuggerStepThrough] public static void Start<TStateMachine>(ref TStateMachine stateMachine) where TStateMachine : IAsyncStateMachine { if (stateMachine == null) // TStateMachines are generally non-nullable value types, so this check will be elided { ThrowHelper.ThrowArgumentNullException(ExceptionArgument.stateMachine); } Thread currentThread = Thread.CurrentThread; //当前线程的执行上下文 ExecutionContext? previousExecutionCtx = currentThread._executionContext; //当前线程的同步上下文 SynchronizationContext? previousSyncCtx = currentThread._synchronizationContext; try { //这里当前执行线程开始执行状态机的MoveNext方法 stateMachine.MoveNext(); } finally { //此处省略，主要是防止上下文改变，设置上下文。 } } } 在MoveNext方法里面，我们继续看，如果当前Task的状态是未完成的话，那么会执行一个叫做AwaitUnsafeOnCompleted的方法，我们看如下代码：
public struct AsyncTaskMethodBuilder<TResult> { [MethodImpl(MethodImplOptions.AggressiveOptimization)] internal static void AwaitUnsafeOnCompleted<TAwaiter>( ref TAwaiter awaiter, IAsyncStateMachineBox box) where TAwaiter : ICriticalNotifyCompletion { //一般来说当前await是TaskAwaiter继承自ITaskAwaiter，所以会计入这个判断 if ((null != (object?)default(TAwaiter)) && (awaiter is ITaskAwaiter)) { ref TaskAwaiter ta = ref Unsafe.As<TAwaiter, TaskAwaiter>(ref awaiter); //这个box，里面包含MoveNext方法。 TaskAwaiter.UnsafeOnCompletedInternal(ta.m_task, box, continueOnCapturedContext: true); } //省略部分代码。。。 } } public readonly struct TaskAwaiter : ICriticalNotifyCompletion, ITaskAwaiter { internal static void UnsafeOnCompletedInternal(Task task, IAsyncStateMachineBox stateMachineBox, bool continueOnCapturedContext) { Debug.Assert(stateMachineBox != null); //这里省略了if判断 else { //执行当前TaskContinuationForAwait,也就类似ContinuWith,当前的task的ContinuWith就是执行MoveNext方法 task.UnsafeSetContinuationForAwait(stateMachineBox, continueOnCapturedContext); } } } 总结来说：
1.带有Async的异步方法会在编译之后生成状态机。
2.当前执行线程会一直执行，把对应的MoveNext放到task的Continuation里面，也就是当作task完成的延续任务(回调事件)。
3.当前线程不是在执行异步任务的时候切换线程，而是一直执行方法内部，直到内部方法执行完成，所以我们在编写自定义的Task方法时，应该保证该方法能够进行立即的返回Task，不要执行过多的其他事情。
4.当发生线程切换时(也可能不切换)，其实是看线程池的调度，让哪个线程去执行对应的Callback(MoveNext方法)，所以我们有时候在调试时可以发现在await前和await之后其实可能不是一个线程id。
5.其实我们想一下WinForm和WPF的应用使用异步编写，其实当前执行线程已经返回了Task(异步方法编译后，是直接返回Task)，也就是说执行完了，所以没有造成阻塞，而后来UI上的还能显示对应的元素，是因为任务调度完成，由其他线程去执行了这个操作，而这个线程保持了执行上下文和同步上下文。
1.从上述解析可以看出，当在BackgroundService中直接在While循环里面写Thread.Sleep,当前执行线程会一直执行这段代码，也就是卡到这个while了，具体到编译后的代码就是卡到stateMachine.<>t__builder.Start(ref stateMachine)，然后不会再继续往下执行了。
2.当我们使用async和await之后，并将Thread.Sleep替换为Task.Delay之后，当前方法就被编译成状态机，在当前线程执行到awaiter = Task.Delay(1000).GetAwaiter()之后，把当前MoveNext添加到这个Task的Continution，然后直接返回了Task，这样并不会阻塞当前线程继续往下执行，而后面的事情交给线程池空闲线程去执行。
3.如果我们不使用async和await的话，那么我们可以启动一个Task.Run(建议将TaskCreationOptions设置为LongRunning)，这样的话该方法直接返回了Task，也不会阻塞当前线程继续往下执行。
4.对于Thread.Sleep在异步编程中不建议使用，建议使用Task.Delay,这样线程能够被更有效的利用起来。
以上就是笔者的看法，因为篇幅问题，没有贴太多的代码，有兴趣的小伙伴可以去看看源码就了解了，总结的可能会有一些理解错误的地方，还请评论指正。
