`yield` 和 `await` 如何控制 .NET 中的非同步程式流程？

剖析.NET 中 yield 和 await 的控制流程

yield 和 await 是基本的 .NET 功能，可實現複雜的控制流和非同步程式設計。 然而，它們的底層機制可能很複雜。

await：編排並發執行

與執行緒執行相反，await透過以下步驟巧妙地管理控制流程：

• 對於待處理的任務，將分配一個委託來處理任務的完成，包括剩餘的方法執行。
• 控制權交還給呼叫者。
• 任務完成後，將在方法內恢復執行。

理解延續傳遞風格

await 嚴重依賴「連續傳遞風格」。 當遇到時，會產生一個代表任務完成後程式碼繼續的委託。該代表持有：

1. 指示恢復點的指令指標索引（在查找表中）。
2. 局部變數和臨時資料的值。

維護啟動記錄

.NET 巧妙地將其重新定位到堆，而不是丟棄 await 上的激活記錄（堆疊幀）。這一點至關重要，因為非同步操作並不總是遵循嚴格的基於堆疊的執行模式。

異常處理與堆疊展開

await 的異常處理是細緻入微的。 當檢索任務結果時，將捕獲並重新拋出等待任務中未處理的異常。

yield 及其執行影響

yield 定義迭代器，與 await 有相似之處。在迭代器區塊內，yield:

• 暫停執行，將控制權回傳給呼叫者。
• 在後續迭代器呼叫時在 yield 點恢復執行。

狀態保護 yield

與await類似，yield使用基於堆的活化記錄。 遇到 yield 時，目前狀態（包括下一個 MoveNext 呼叫的指令指標）將會儲存在堆疊上。

進一步探討

徹底理解 lambda 表達式中的閉包類別對於掌握 yield 和 await 的詳細實作至關重要。 許多資源，包括 Eric Lippert 的著作，都提供了對其 .NET 機制的深入解釋。

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