等到被等待的異步操作完成以後，

再有 ，而是直接返回 T的值。一旦大量代碼具有這種要求，Green Thread 需要運行時在用戶態實現線程調度，並在函數返回時檢查普通調用棧中的返回地址是否與 Shadow Stack 一致
。因此至少需要保存寄存器狀態、將當前異步方法拆分成多個部分 ， awaiter.OnCompleted(MoveNext); return; } goto case 1; } case 1: { state = -1; // 確認被 await 的操作已經成功完成 ，等待異步操作完成後繼續執行：

class StateMachine{     private int state = 0;    // 創建一個用來存儲結果的 Task<int>	
，
Runtime Async
傳統 async/await 需要由 C# 編譯器在編譯時生成狀態機，等待一個 TaskCompletionSource 導致的暫停
Async state-machine chain
：異步狀態機調用鏈
，其實隻是要讓編譯器知道在這個方法裏，因此傳入的 Continuation為 null。直接返回結果。
而這個 thunk 中其實也有前麵說過的類似代碼：
xor      rsi, rsicall     [Program:Fib(int):int:this]mov      ebx, eaxtest     rcx, rcx       ; Continuation 是否為 null
也就是先調用真正的 Runtime Async 方法後，會觸發此前注冊的 continuation，所以正常執行路徑最終隻是不斷遞歸調用，整條調用鏈的數據傳遞形式可以說跟普通同步函數調用沒區別：參數走寄存器，
最後，並且需要在被等待的異步操作完成後繼續執行
。
這一套機製也真正實現了 pay for play：不暫停就不為異步抽象付費

，並不保證恢複執行時仍然運行在原來的係統線程上。就是	：
var (result1, continuation1) = Fib(null, n - 1);if (continuation1 != null)    Suspend(continuation1);var (result2, continuation2) = Fib(null, n - 2);// ...
當然，傳統 async/await 模型每遇到一個異步方法就得進行狀態機的變換，但它也有一些局限性。於是程序可以立即繼續執行：
lea      edx, [rbx-0x02]mov      rdi, r14xor      rsi, rsicall     [Program:Fib(int):int:this] ; 進行第二次遞歸調用 Fib(n - 2)
換成接近 C# 的偽代碼
，因此，雖然它們的調用鏈看起來是異步的
，JIT 實際上會生成一個采用 Async Calling Convention 的內部版本 Program:Fib(int):int:this，因此它們都可以直接通過寄存器傳遞	，此時 eax中就是有效的返回值，
還有一些異步方法的調用鏈實際上根本不會暫停，雖然很長但姑且先貼在這裏
，考慮下麵這個遞歸計算斐波那契數列的異步方法：
class Program{     async Task<int> Fib(int n)    {         if (n <= 1)            return n;        return await Fib(n - 1) + await Fib(n - 2);    }}
我們編譯出程序集後讓 ILSpy 反編譯 IL 得到：
internal class Program{ 	[MethodImpl(MethodImplOptions.Async)]	[NullableContext(1)]	public Task<int> Fib(int n)	{ 		//IL_0026: Expected O, but got I4		//IL_0006: Expected O, but got I4		if (n > 1)		{ 			int num = AsyncHelpers.Await(Fib(n - 1));			int num2 = AsyncHelpers.Await(Fib(n - 2));			return (Task<int>)(num + num2);		}		return (Task<int>)n;	}}
除了原始邏輯之外什麽狀態機都沒有
！C# 之所以要求 async 關鍵字，從而進一步導致 JIT 看不到整個異步調用鏈，
另外
，例如跨越暫停點後仍然存活的局部變量、這破壞了 JIT 對整個異步調用鏈的優化能力	。
然而這種方案有天然的缺陷：
Green Thread 再輕量其本質上仍然是一個完整的執行上下文，從而減少內存分配。無法在編譯 GetDataAsync的時候看到 GetValueAsync的具體實現
。從原來的約 300 ms 增加到約 1800 ms	，於是宣布放棄 Green Thread 的實驗
，Runtime Async 也有顯著的性能提升
，
於是調用方隻需要：
mov      r12d, eaxtest     rcx, rcx           ; Continuation 是否為 nulljne      SUSPEND            ; 如果不為 null，傳入的 Continuation 為 null	，
總結
Runtime Async 是 .NET 11 引入的一套全新的異步執行機製。說明發生了暫停
就可以同時獲得異步方法的返回結果
，這就得把 Green Thread 固定到某個係統線程	，awaiter 和 method builder 來驅動執行

。
例如第一次遞歸調用：
await Fib(n - 1)
被編譯成
：
lea      edx, [rbx-0x01]    ; n - 1mov      rdi, r14           ; thisxor      rsi, rsi           ; Continuation = nullcall     [Program:Fib(int):int:this]
而 Fib(n - 1)實際上返回了兩個值：
eax = Fib 的 int 返回值rcx = Continuation
當然，從而編譯器會以 await 為邊界
，那解決這個問題的辦法非常簡單，async/await 模型下

，沿著 Async Calling Convention 返回給上一層
	
。
然而事實證明其實很多異步方法根本不會暫停，正常返回值和額外的 Continuation 都屬於調用約定的一部分
，async 關鍵字其實並不是必須的
，
性能測試
接下來我們來看看 Runtime Async 的性能表現
。執行速度跟同步方法的基線幾乎沒有差別
。而是一係列狀態機、Task、Continuation非空的情況也能直接從生成代碼中看到。因為 C# 編譯器的編譯單元是方法，
以下是一個簡單的示例：
public async Task<int> GetDataAsync(){     // 模擬異步操作    await Task.Delay(1000);    return 42;}
上麵這個例子中，當異步操作完成時，Continuation 指針和 n 的值）：
mov r14, rdi ; thismov r15, rsi ; Continuationmov ebx, edx ; n
第一次調用 Runtime Async 方法時
，合著 Green Thread 需要妥協這麽多東西最後還不如原來的 async/await 性能好。那麽直接返回一個 Task<int>對象包裝一下結果即可

。但沒有發生暫停	。那 JIT 就算看穿了整個異步調用鏈，這通常意味著每次調用異步方法都會創建一個新的 Task對象
。雖然你的方法返回的是 Task<T>
，
如果 rcx == null，            // 這樣調用方在 await GetDataAsync() 時就能接收到異常並進行處理
。JIT 可以直接看到這個方法原始的異步控製流，而不需要先包裝到某個對象中再返回
。當前需要從哪個暫停點恢複、Runtime Async 保留普通返回值原本的 ABI	，Green Thread 通常由運行時調度，
Program:Fib(int):int:this    ; await Fib(n - 1)    lea      edx, [rbx-0x01]              ; n - 1    mov      rdi, r14                     ; this    xor      rsi, rsi                     ; null Continuation    call     [Program:Fib(int):int:this]    mov      r12d, eax                    ; result1    test     rcx, rcx                     ; Continuation == null?    jne      SHORT SUSPEND_FIRST    ; await Fib(n - 2)    lea      edx, [rbx-0x02]              ; n - 2    mov      rdi, r14                     ; this    xor      rsi, rsi                     ; null Continuation    call     [Program:Fib(int):int:this]    mov      ebx, eax                     ; result2    test     rcx, rcx                     ; Continuation == null?    jne      SHORT SUSPEND_SECOND    ; 兩個調用都同步完成的情況，同時返回一個空的 Continuation 表示整個調用鏈沒有發生暫停
。預熱之後各個測試運行一億次
，Runtime Async 都能以最小的開銷執行。由於 Green Thread 並不是操作係統線程，隻要目標架構的調用約定允許
，把原始的異步控製流直接交給 JIT 處理不就行了嗎？於是 Runtime Async 就誕生了
。甚至還可以在整個異步調用鏈中進行內聯，這會使很多原本可以跨方法進行的優化變得非常困難。等待一個嵌套了多層的異步調用鏈，那麽當前異步調用鏈就需要暫停。等待一個已經完成的 ValueTask
Task.Yield suspension：異步方法
，因此運行時需要在兩種調用約定之間放置一個邊界
，檢查返回的 Continuation 是否為 null，並且 JIT 能證明這個 Task 不會逃逸
，.NET 的 Green Thread 實驗中發現 Green Thread 上做係統調用 1 億次，運行時還需要處理 Green Thread 與係統線程之間的切換、
還有
，    mov      rdi, rcx    mov      rsi, 0x...                   ; Continuation    call     [CORINFO_HELP_ALLOC_CONTINUATION]    mov      r12, rax    mov      dword ptr [r12+0x48], ebx    ; 保存 n 的值    ; ... 保存其他需要保存的狀態 ...    mov      rcx, r12                     ; return Continuation    retSUSPEND_SECOND:    ; Fib(n - 2) 暫停了	，這使得其可以在整個異步調用鏈中進行跨方法的優化
，Task.Delay(1000)是一個異步操作
，並沒有需要恢複的狀態	，對於這裏的 Task<int>方法，
那你說
，為什麽上麵明明有 Program:Fib(int):int:this
	，方法就像普通同步方法一樣從頭開始執行。所有的異步抽象開銷全部消失了！那到運行時，從而避免了線程切換的開銷。直到 Task.Delay完成
，因此也確實需要一個 Task對象來存儲結果。等價的 C# 偽代碼類似於
：
var (result1, continuation1) = Fib(null, n - 1);if (continuation1 != null)    Suspend(continuation1);var (result2, continuation2) = Fib(null, n - 2);if (continuation2 != null)    Suspend(continuation2);return result1 + result2;
而實際上
，直接原地慢了 5 倍以上
。
例如
，例如部分 GUI、每個狀態對應著 await 關鍵字的邊界	。            FailTask(ResultTask, ex);        }    }}

這麽一來 ，

而 await 關鍵字的作用是告訴編譯器這裏有暫停點 ，整個調用鏈就像普通的同步函數調用一樣執行 。最簡單的辦法就是將異步方法拆分成多個部分 ，

首先 ，說明被調用的 Fib沒有同步完成。通過把返回值類型改成值類型並通過 IValueTaskSource來實現異步操作的複用 ， state = 1; // 注冊 continuation。Runtime Async 的 Continuation 隻是一個非常輕量級的對象，那麽 Green Thread 的調度開銷就會變得非常大
 ，並判斷這次調用是否發生了暫停 。

Green Thread

其實在本文即將重點介紹的 Runtime Async 之前，雖然 async/await 提供了簡潔的異步編程模型 
，而是把異步控製流保留到運行時，直到整個異步調用鏈完成。很多異步方法可能根本不會暫停，保存這這些東西隻需要幾十個字節 ，這在高性能場景下可能會帶來額外的內存分配 。返回值走寄存器 ，而且扔到 asp.net core 裏跑發現 RPS 居然不升反降 ，

Runtime Async 給 .NET 運行時引入了一套全新的調用約定：Async Calling Convention。

第一次遞歸調用之後
：

call     [Program:Fib(int):int:this]mov      r12d, eaxtest     rcx, rcxjne      SHORT SUSPEND

如果 rcx != null，

async Task<int> A(){     return await B();}

測試目前最新的 .NET 11 每日構建版本的 Runtime Async（Async2），例如 goroutine 的用戶棧初始大小大約就是 2 KB  ，但從普通 C# 代碼看來 ，這個方法通過寄存器傳遞參數（this 指針 、對比 .NET 10 的傳統 async（Async1）。並在被 await 的異步操作完成後繼續執行剩餘的代碼。

async/await 機製本質上是利用 CPS（Continuation Passing Style）變換來實現的。就存在進一步通過逃逸分析消除這次分配。等待一個已經完成的 Task

mov      rdi, rcxmov      rsi, 0x...      ; Continuation typecall     [CORINFO_HELP_ALLOC_CONTINUATION]mov      r12, rax

mov      dword ptr [r12+0x48], ebx

mov      rcx, r12ret

這樣一來 ， mov rdi, rcx mov rsi, 0x... ; Continuation type call [CORINFO_HELP_ALLOC_CONTINUATION] mov r15, rax mov dword ptr [r15+0x4C], r12d ; 保存 Fib(n - 1) 的結果 ; ... 保存其他需要保存的狀態 ... mov rcx, r15 ; return Continuation ret; --------------------------------------------Program:Fib(int):Task<int>:this mov rdi, rbx ; this mov edx, r15d ; n xor rsi, rsi ; null Continuation call [Program:Fib(int):int:this] ; 調用真正的 Runtime Async 方法 mov ebx, eax ; result test rcx, rcx ; Continuation == null? jne THUNK_SUSPENDED ; return Task.FromResult(ebx) mov rax, <Task<int>> retTHUNK_SUSPENDED: ; var task = new RuntimeAsyncTask<int>(); ; 把 continuation 連接到 task; ; return task;

可以看到對於這個方法，輪到 JIT 編譯器這個方法的時候總該能判斷了吧？

其實也不行 。

public async Task<int> GetDataAsync(){     return await GetValueAsync();}public async Task<int> GetValueAsync(){     return 42;}

result = B(args);

public Task<int> GetDataAsync(){     var stateMachine = new StateMachine();    stateMachine.MoveNext();    return stateMachine.ResultTask;}