C#中await/async閑說

自從C#5.0增加非同步編程之後，非同步編程越來越簡單，async和await用的地方越來越多，越來越好用，只要用非同步的地方都是一連串的非同步，如果想要非同步編程的時候，需要從底層開始編寫，這樣後邊使用的時候就是非同步，那麼底層是如何實現？？我們如何編寫高效率的非同步方法？？

#瞭解基於任務的非同步模式(TAP)

基於任務的非同步編程模型 (TAP) 提供了非同步代碼的抽象化，你只需像往常一樣將代碼編寫為一連串語句即可，在開始調用的地方運行。例如：var task = method()①; await task②; 在①的時候開始運行可能還沒有運行完，在②程式掛起等待運行完，中間怎麼運行的你不需要知道，編譯器會做若幹操作的。當開啟多個任務的時候，像要他們都執行完，在執行其他的時候，可以await Task.WhenAll(task1，task2 .....);

#瞭解async/await

await 運算符應用於非同步方法，在方法的執行中插入掛起點，直到所等待任務完成。使用async 和await定義非同步方法不一定會創建新線程,當編譯器看到await關鍵字時，線程會掛起等待運行結束。
await 僅可用於由 async 關鍵字修改的非同步方法中，使用 async 修飾符定義的方法通常包含一個或多個 await 表達式，使用await運算符的任務通常是實現[基於任務的非同步模式(TAP)]的方法調用返回，返回值包括 Task、Task<TResult>、ValueTask 和 ValueTask<TResult> 對象的方法。

# 調用 Task.Wait() 或者 Task.Result 立刻產生死鎖的充分條件

1. 調用 Wait() 或 Result 的代碼位於 UI 線程。
2. Task 的實際執行在其他線程，且需要返回 UI 線程。
死鎖的原因：UWP、WPF、Windows Forms 程式的 UI 線程都是單線程的。為了避免產生死鎖，你應該一條道走到黑， Async All the Way。或者.ConfigureAwait(false)

# ValueTask與Task的區別

7.0為async新增的ValueTask的作用（如果沒有在Nuget上下載System.Threading.Tasks.Extensions，ValueTask就在這個庫中），ValueTask用於值類型的非同步;Task為引用類型的,每次需要分配空間。
例如：

public async Task<int> CalculateSum(int a, int b) {
    if (a == 0 && b == 0)
    {
        return 0;
    }

    return await Task.Run(() => a + b);
}

當a,b=0的時候不會運行到task里，這個時候返回task就造成了資源的浪費，修改為以下會效率更高

public async ValueTask<int> CalculateSum2(int a, int b)
{
    if (a == 0 && b == 0)
    {
        return 0;
    }

    return await Task.Run(() => a + b);
}

但是也不是說到處用ValueTask會好，當是引用類型的時候，用ValueTask，你需要關註更多的數據，這個時候用Task會更好。

# await/async原理分析

[AsyncStateMachine(typeof(Class1.<CalculateSum2>d__1))]
public ValueTask<int> CalculateSum2(int a, int b)
{
    Class1.<CalculateSum2>d__1 <CalculateSum2>d__;
    <CalculateSum2>d__.a = a;
    <CalculateSum2>d__.b = b;
    <CalculateSum2>d__.<>t__builder = AsyncValueTaskMethodBuilder<int>.Create();
    <CalculateSum2>d__.<>1__state = -1;
    AsyncValueTaskMethodBuilder<int> <>t__builder = <CalculateSum2>d__.<>t__builder;
    <>t__builder.Start<Class1.<CalculateSum2>d__1>(ref <CalculateSum2>d__);
    return <CalculateSum2>d__.<>t__builder.Task;
}

對CalculateSum2代碼解析，發現沒有await/async，原來又是編譯器提供的語法糖。

[__DynamicallyInvokable, DebuggerStepThrough, SecuritySafeCritical]
public void Start<TStateMachine>(ref TStateMachine stateMachine) where TStateMachine : IAsyncStateMachine
{
    if (stateMachine == null)
    {
        throw new ArgumentNullException("stateMachine");
    }
    ExecutionContextSwitcher executionContextSwitcher = default(ExecutionContextSwitcher);
    RuntimeHelpers.PrepareConstrainedRegions();
    try
    {
        ExecutionContext.EstablishCopyOnWriteScope(ref executionContextSwitcher);
        stateMachine.MoveNext();
    }
    finally
    {
        executionContextSwitcher.Undo();
    }
}

對Start方法進行分析，可以看出MoveNext，程式的運行其實還是一步一步進行的，那麼await/async會不會創建一個線程，這倒是不一定，這個由線程池決定，那麼非同步了不創建一個線程，怎麼非同步的，這裡的非同步可能是運行在已經有的線程上。