Task.WhenAllの継続が同期的に実行されるのはなぜですか？

Task.WhenAll.NET Core 3.0で実行しているときに、私はメソッドについて奇妙な観察をしました。単純なTask.Delayタスクを単一の引数としてに渡しましたTask.WhenAllが、ラップされたタスクは元のタスクと同じように動作するはずです。しかし、そうではありません。元のタスクの継続は非同期で実行され（これは望ましい）、複数のTask.WhenAll(task)ラッパーの継続は1つずつ同期して実行されます（これは望ましくありません）。

ここでデモこの動作のは。4つのワーカータスクが同じTask.Delayタスクが完了するのを待ってから、重い計算（でシミュレートThread.Sleep）を続行します。

var task = Task.Delay(500);
var workers = Enumerable.Range(1, 4).Select(async x =>
{
    Console.WriteLine($"{DateTime.Now:HH:mm:ss.fff}" +
        $" [{Thread.CurrentThread.ManagedThreadId}] Worker{x} before await");

    await task;
    //await Task.WhenAll(task);

    Console.WriteLine($"{DateTime.Now:HH:mm:ss.fff}" +
        $" [{Thread.CurrentThread.ManagedThreadId}] Worker{x} after await");

    Thread.Sleep(1000); // Simulate some heavy CPU-bound computation
}).ToArray();
Task.WaitAll(workers);

これが出力です。4つの継続は、異なるスレッドで（並列に）期待どおりに実行されています。

05:23:25.511 [1] Worker1 before await
05:23:25.542 [1] Worker2 before await
05:23:25.543 [1] Worker3 before await
05:23:25.543 [1] Worker4 before await
05:23:25.610 [4] Worker1 after await
05:23:25.610 [7] Worker2 after await
05:23:25.610 [6] Worker3 after await
05:23:25.610 [5] Worker4 after await

ここで、この行await taskをコメント化し、次の行のコメントを外すawait Task.WhenAll(task)と、出力はかなり異なります。すべての継続は同じスレッドで実行されるため、計算は並列化されません。各計算は、前の計算の完了後に開始されます。

05:23:46.550 [1] Worker1 before await
05:23:46.575 [1] Worker2 before await
05:23:46.576 [1] Worker3 before await
05:23:46.576 [1] Worker4 before await
05:23:46.645 [4] Worker1 after await
05:23:47.648 [4] Worker2 after await
05:23:48.650 [4] Worker3 after await
05:23:49.651 [4] Worker4 after await

驚くべきことに、これは各ワーカーが異なるラッパーを待機している場合にのみ発生します。ラッパーを事前に定義すると、次のようになります。

var task = Task.WhenAll(Task.Delay(500));

...そしてawaitすべてのワーカー内で同じタスクを実行すると、動作は最初のケースと同じになります（非同期継続）。

私の質問は、なぜこれが起こっているのですか？同じタスクの異なるラッパーの継続が同じスレッドで同期的に実行される原因は何ですか？

注：Task.WhenAnyではなくでタスクをラップするとTask.WhenAll、同じ奇妙な動作になります。

別の観察：ラッパーをの中にラップTask.Runすると、継続が非同期になると予想していました。しかし、それは起こっていません。以下の行の続きは、引き続き同じスレッドで（同期的に）実行されます。

await Task.Run(async () => await Task.WhenAll(task));

明確化：上記の違いは、.NET Core 3.0プラットフォームで実行されるコンソールアプリケーションで観察されました。.NET Framework 4.8では、元のタスクの待機とタスクラッパーの待機の間に違いはありません。どちらの場合も、継続は同じスレッドで同期的に実行されます。

したがって、同じタスク変数を待機する複数の非同期メソッドがあります。

    await task;
    // CPU heavy operation

はい、これらの継続はtask完了時に連続して呼び出されます。あなたの例では、各継続は次の1秒間スレッドを占有します。

各継続を非同期で実行したい場合は、次のようなものが必要になることがあります。

    await task;
    await Task.Yield().ConfigureAwait(false);
    // CPU heavy operation

タスクが最初の継続から戻り、CPU負荷がの外で実行されるようにしSynchronizationContextます。

を使用してタスクを作成するとTask.Delay()、その作成オプションはではNoneなくに設定されますRunContinuationsAsychronously。

これは、.netフレームワークと.netコアの間の重大な変更である可能性があります。それにもかかわらず、あなたが観察している行動を説明しているように見えます。また、ソースコードに掘ってからこれを確認することができますTask.Delay()されるまでNEWINGDelayPromiseデフォルト呼び出すTask指定なし作成オプションを残さないコンストラクタを。

あなたのコードでは、次のコードは繰り返しの本体の外にあります。

var task = Task.Delay(100);

したがって、以下を実行するたびに、タスクを待機して別のスレッドで実行します

await task;

しかし、以下を実行すると、の状態がチェックされるtaskため、1つのスレッドで実行されます

await Task.WhenAll(task);

ただし、タスクの作成を横WhenAllに移動すると、各タスクが個別のスレッドで実行されます。

var task = Task.Delay(100);
await Task.WhenAll(task);