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C# 协程和异步的区别 C# yield和async/await的底层差异

星降

星降

发布时间:2026-02-08 10:25:02

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来源于php中文网

原创

Unity中协程与async/await本质不同:协程是Unity封装的基于IEnumerator/yield return的单线程分帧调度,受timeScale影响且无法取消;async/await是C#语言级异步模型,依赖Task和SynchronizationContext,支持取消、并发和跨线程执行(但不可调Unity API)。

c# 协程和异步的区别 c# yield和async/await的底层差异

协程(Coroutine)和 async/await 在 Unity 里根本不是一回事

Unity 的 Coroutine 是 Unity 引擎自己封装的一套基于 IEnumerator + yield return 的单线程分帧调度机制;而 async/await 是 C# 语言级的异步模型,底层是编译器生成的状态机,依赖 TaskSynchronizationContext。它们都能“不卡主线程”,但原理、适用范围、错误行为完全不同。

  • 协程只能在主线程跑,yield return new WaitForSeconds(2)Time.timeScale 影响,暂停后下一帧或指定时间才恢复
  • async/await 默认也回到主线程(靠 Unity 的 UnitySynchronizationContext),但 await Task.Run(...) 里的代码真正在后台线程执行,不能调 Unity API
  • 协程函数必须返回 IEnumerator,用 StartCoroutine() 启动;async 方法返回 Taskvoid(仅限事件处理器),直接调用即可
  • 协程无法被 cancellationToken 原生取消;async 方法可自然接收 CancellationToken 并响应取消

yield return 不是 await,但 async/await 编译后确实用了类似 yield 的状态机

yield return 是生成器语法,用于构造 IEnumeratorawait 是异步关键字,用于挂起 async 方法。二者表面相似,但语义和运行时行为截然不同——yield 永远只产生一个值并让出控制权,await 则等待一个“可等待对象”(如 Task)完成,并恢复整个方法上下文。

  • C# 编译器把每个 async 方法编译成一个隐藏的状态机类,内部字段保存局部变量,用 MoveNext() 驱动——这和 yield 生成的状态机结构高度相似,但目的不同:一个是迭代产出,一个是异步流转
  • yield return null 等效于“等一帧”,await Task.Yield() 才是语义上最接近的替代,但它会触发一次真正的线程上下文切换(哪怕仍在主线程)
  • 别试图用 yield return 去模拟 await:它不支持 CancellationToken、无法 await Task、也不能自动捕获异常堆(协程内抛异常会直接崩掉整个协程)

什么时候该用 Coroutine,什么时候该用 async/await?

看操作性质和协作需求。Unity 项目里混用很常见,但选错会导致调试困难、取消失效、资源泄漏。

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  • Coroutine:纯帧粒度控制(如 UI 动画逐帧缩放)、简单延时(yield return new WaitForSeconds(0.5f))、配合 AsyncOperationyield return Resources.LoadAsync
  • async/await:需要并发控制(await Task.WhenAll(t1, t2))、需取消(传入 cancellationToken)、要组合多个异步源(UnityWebRequest + Addressables.LoadAssetAsync + FileIO
  • 混合用:可以 await StartCoroutineAsTask(MyCoroutine())(需自行封装),但更推荐统一迁移到 UniTask 或原生 Task ——协程没有 ConfigureAwait(false),没法脱离主线程上下文

最容易踩的三个坑

这些不是理论问题,是上线后真实导致卡顿、内存暴涨、崩溃的高频点。

  • yield return new WaitForSeconds(1) 每次都 new 对象 → 堆分配 → GC 尖峰;应复用静态实例或改用 await Task.Delay(1000)
  • async void 方法无法被 await,异常会直接炸到 Application.logMessageReceived,且无法取消;除事件处理器外,一律用 async Task
  • Task.Run 里调用 GameObject.SetActive(true) → 运行时报错 UnityEngine.Object is not valid,因为 Unity API 不允许跨线程访问

协程和 async/await 的边界,在 Unity 里从来不是“哪个更高级”,而是“哪个更贴合当前任务的生命周期”。越早明确区分「帧同步节奏」和「异步完成时机」,越少半夜被 QA 的“偶现卡顿”消息叫醒。

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