C#のTask.WhenAll()とTask.WaitAll()の違いとは？スレッドのブロック挙動を解説

C#の非同期プログラミングでは、複数のタスクの完了を待ち受けるために Task.WaitAll() と Task.WhenAll() の2つのメソッドがよく使われます。名前はよく似ていますが、両者にはスレッドの扱いにおいて重要な違いがあります。

Task.WaitAllとTask.WhenAllの基本的な違い

Task.WaitAll は、引数に渡されたすべてのタスクの実行が完了するまで、現在のスレッドをブロックします。呼び出し元の処理は、全タスクが完了するまで先に進みません。

一方、Task.WhenAll は「渡されたすべてのタスクが完了したときに初めて完了状態になる新しいタスク」を生成して返すメソッドです。呼び出し時点ではまだ完了していないタスクオブジェクトが返されますが、処理はブロックされず、プログラムはそのまま実行を続けます。

つまり、Task.WaitAll は同期的に待機するのに対し、Task.WhenAll は非同期に待機するためのタスクを作るだけである点が、最大の違いです。

UIスレッドへの影響で理解する

具体例で考えてみましょう。UIスレッドを使ってアニメーションを表示するようなタスクがあるとします。Task.WaitAll を使用すると、ユーザーインターフェースはブロックされ、関連するすべてのタスクが完了してブロックが解除されるまで、画面は更新されません。

しかし、同じアプリケーションで Task.WhenAll を使用すれば、UIスレッドはブロックされないため、画面は通常どおり更新され続けます。GUIアプリケーションではこの違いがユーザー体験に直結するため、非常に重要なポイントです。

Task.WhenAllのサンプルコード

using System;
using System.Threading.Tasks;
namespace DemoApplication{
    public class Program{
        static void Main(string[] args){
            Task task1 = new Task(()=>{
                for (int i = 0; i < 5; i++){
                    Console.WriteLine("Task 1 - iteration {0}", i);
                    Task.Delay(1000);
                }
                Console.WriteLine("Task 1 complete");
            });
            Task task2 = new Task(()=>{
                Console.WriteLine("Task 2 complete");
            });
            task1.Start();
            task2.Start();
            Console.WriteLine("Waiting for tasks to complete.");
            Task.WhenAll(task1, task2);
            Console.WriteLine("Tasks Completed.");
            Console.ReadLine();
        }
    }
}

出力結果

Waiting for tasks to complete.
Tasks Completed.
Task 1 - iteration 0
Task 2 complete
Task 1 - iteration 1
Task 1 - iteration 2
Task 1 - iteration 3
Task 1 - iteration 4
Task 1 complete

上記の出力を見ると、「Tasks Completed.」が他のタスクの完了メッセージよりも先に表示されていることがわかります。これは、Task.WhenAll が実行をブロックしないことを示しています。WhenAllが返すタスクは待機されていないため、Mainメソッドは即座に次の行へ進むのです。

Task.WaitAllのサンプルコード

using System;
using System.Threading.Tasks;
namespace DemoApplication{
    public class Program{
        static void Main(string[] args){
            Task task1 = new Task(()=>{
                for (int i = 0; i < 5; i++){
                    Console.WriteLine("Task 1 - iteration {0}", i);
                    Task.Delay(1000);
                }
                Console.WriteLine("Task 1 complete");
            });
            Task task2 = new Task(()=>{
                Console.WriteLine("Task 2 complete");
            });
            task1.Start();
            task2.Start();
            Console.WriteLine("Waiting for tasks to complete.");
            Task.WaitAll(task1, task2);
            Console.WriteLine("Tasks Completed.");
            Console.ReadLine();
        }
    }
}

出力結果

Waiting for tasks to complete.
Task 1 - iteration 0
Task 2 complete
Task 1 - iteration 1
Task 1 - iteration 2
Task 1 - iteration 3
Task 1 - iteration 4
Task 1 complete
Tasks Completed.

今度は「Tasks Completed.」が最後に表示されています。つまり、Task.WaitAll はすべてのタスクが完了するまで呼び出し元の処理をブロックしていることが確認できます。

使い分けのポイント

• Task.WaitAll：現在のスレッドを止めてでも全タスクの完了を確実に待ちたい場合に適しています。ただし、UIスレッドで呼び出すと画面が固まるため注意が必要です。
• Task.WhenAll：async/awaitと組み合わせて await Task.WhenAll(...) のように使うのが一般的です。スレッドをブロックせずに複数タスクの完了を待てるため、UIアプリやWebアプリケーションに向いています。

なお、サンプルコード内の Task.Delay(1000) はawaitされていないため、実際には遅延として機能しない点に留意してください。実運用のコードでは await Task.Delay(1000) のように記述します。