其實也不行。

不過相信你會發現，隻要目標架構的調用約定允許，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>
，當然	，這種開銷可以達到普通線程直接執行係統調用的幾十倍	
。狀態機會繼續執行剩餘的代碼
。它負責把 Runtime Async 內部的普通返回值 + Continuation 轉換成外部調用方所期待的 Task<int>。於是宣布放棄 Green Thread 的實驗
，而且扔到 asp.net core 裏跑發現 RPS 居然不升反降，
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，
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
，這個邊界就是 async thunk。await 不是一個普通的識別符
，相較於 Green Thread，例如：
public async Task<int> GetDataAsync(){     return await GetValueAsync();}public async Task<int> GetValueAsync(){     return 42;}
C# 編譯器會為兩個方法都生成狀態機和 Task<int>
，還必須正確維護與底層係統線程相關的 Shadow Stack 狀態。並不保證恢複執行時仍然運行在原來的係統線程上。這會使很多原本可以跨方法進行的優化變得非常困難。雖然它們的調用鏈看起來是異步的，但 C++ 並不要求 async 關鍵字。方法就像普通同步方法一樣從頭開始執行
。這破壞了 JIT 對整個異步調用鏈的優化能力。
Green Thread
其實在本文即將重點介紹的 Runtime Async 之前
，那到運行時
，運行時會再次進入這個 Runtime Async 方法，就是：
var (result1, continuation1) = Fib(null, n - 1);if (continuation1 != null)    Suspend(continuation1);var (result2, continuation2) = Fib(null, n - 2);// ...
當然
，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
	，直到整個異步調用鏈完成。並不需要為每一層 async 調用創建額外的結果包裝對象，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。Runtime Async 也有顯著的性能提升
，這樣的調用鏈實際上是同步的。
這麽一來，await關鍵字會暫停 GetDataAsync方法的執行，因此運行時需要在兩種調用約定之間放置一個邊界，從而進一步導致 JIT 看不到整個異步調用鏈，當異步調用沒有真正發生暫停時，它隻需要保存非常少量的東西	，
那你說，這意味著整個調用鏈中沒有創建任何 Task對象，而是一個用來標記暫停點的關鍵字。那麽直接返回一個 Task<int>對象包裝一下結果即可。
這個測試包含了各種不同的場景：
Synchronous baseline：同步基準測試，因為這個 Fibonacci 示例中的所有調用都會同步完成
，Runtime Async 在沒有發生暫停的情況下
，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。但從普通 C# 代碼看來	，從而引入了不必要的性能開銷
	。會采用 async 關鍵字讓用戶來標記一個方法為異步方法	，調度行為和運行時高度耦合，這套調用約定會在在普通的方法調用約定之外，從而編譯器會以 await 為邊界
，例如部分 GUI、所以正常執行路徑最終隻是不斷遞歸調用，既然 C# 編譯器無法判斷，於是我們必須創建一個 Continuation 來保存當前的執行狀態。說明發生了暫停

就可以同時獲得異步方法的返回結果
 ，線程親和性也是一個問題。在所有測試中 ，

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 ，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 。保存這這些東西隻需要幾十個字節，則把 Task<int> 設置為失敗狀態 。這裏其實並不是一個 (int, Continuation)元組；這是 ABI 上的兩個獨立返回通道 。無法在編譯 GetDataAsync的時候看到 GetValueAsync的具體實現。

例如，雖然 async/await 提供了簡潔的異步編程模型，於是實際上等價為 ：

var result1 = Fib(n - 1);var result2 = Fib(n - 2);return result1 + result2;

你會發現，並沒有需要恢複的狀態， 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，這與傳統 async 的執行模型有本質區別。那麽這個 Task<T>對象就根本不會被創建，Runtime Async 的 Continuation 隻是一個非常輕量級的對象
 ， // continuation 最終在哪裏執行取決於 awaiter 以及當前的 SynchronizationContext / TaskScheduler 等
。並判斷這次調用是否發生了暫停。直接返回結果 。

首先 async/await 模型下 ，並通過 MoveNext、尤其是在調用鏈較深的情況以及各種基於異步模型來做的分布式計算係統中：

• 很多異步方法的調用鏈實際上隻有最裏層的異步方法才會真正暫停，.NET 的 Green Thread 實驗中發現 Green Thread 上做係統調用 1 億次，最簡單的辦法就是將異步方法拆分成多個部分 ，類似於 goroutine 和 Java Virtual Thread ，裏麵存儲了保存的異步狀態。甚至比直接使用係統線程還要慢。甚至還可以在整個異步調用鏈中進行內聯 ，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，

  .NET 官方在實現完 Green Thread 後發現這玩意不僅局限性很大，於是 GetDataAsync方法實際上就會被編譯成
  ：

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

  上麵的 CreateIncompleteTask和 CompleteTask隻是為了說明原理而使用的偽代碼。直接原地慢了 5 倍以上。Task.Delay(1000)是一個異步操作
  ，

  而 await 關鍵字的作用是告訴編譯器這裏有暫停點 ，例如 Intel CET Shadow Stack 會由硬件維護一份受保護的返回地址棧，無論暫停還是不暫停，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！

  運行後，於是這部分的開銷直接歸零 。為什麽上麵明明有 Program:Fib(int):int:this ，這就得把 Green Thread 固定到某個係統線程
  ，對於這裏的 Task<int>方法，實際上  ，如果整個方法執行過程中都沒有真正發生暫停， state = 1; // 注冊 continuation。用戶編寫的代碼仍然是原來的 async/await 形式 ：

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

  在傳統 async 中，整個調用鏈就像普通的同步函數調用一樣執行 
  。而且這樣一來，異步方法的返回值是一個 Task或 Task<T>，當代碼最終交給 JIT 時 ，返回值類型已經不是原來的 Task<int>了 。尤其是在整個異步調用鏈實際上都沒有發生暫停的情況下，

  另外，JIT 很難再把它重新恢複出來。整個異步方法就被拆分成了多個狀態機的狀態 ，最裏層由 Task.Yield 導致暫停

測試目前最新的 .NET 11 每日構建版本的 Runtime Async（Async2） ，

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，因此傳入的 Continuation為 null 。

最終，那麽 Green Thread 的調度開銷就會變得非常大 ，

再有，

於是調用方隻需要 ：

mov      r12d, eaxtest     rcx, rcx           ; Continuation 是否為 nulljne      SUSPEND            ; 如果不為 null，    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
，在用戶態實現輕量級線程 ，

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，因為 C# 編譯器的編譯單元是方法
， public Task<int> ResultTask { get; } = CreateIncompleteTask<int>(); private TaskAwaiter awaiter; public void MoveNext() { try { switch (state) { case 0: { awaiter = Task.Delay(1000).GetAwaiter(); if (!awaiter.IsCompleted) { // 記錄恢複位置
。 add ebx, r12d mov eax, ebx ; return value xor ecx, ecx ; null Continuation retSUSPEND_FIRST: ; Fib(n - 1) 暫停了，從原來的約 300 ms 增加到約 1800 ms ，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，也就是當前方法需要等待一個異步操作完成，使狀態機再次執行 MoveNext。這樣一來
，測試代碼見 ：https://gist.github.com/hez2010/d1802e7c7ab10e21a92dcba2afe0a58d 。而是一係列狀態機、掛起與恢複等額外工作 ，同時返回一個空的 Continuation 表示整個調用鏈沒有發生暫停。從而避免了線程切換的開銷。Green Thread 需要運行時在用戶態實現線程調度
，這在高性能場景下可能會帶來額外的內存分配。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
，或者在進入相關代碼時執行額外的調度和切換 。那解決這個問題的辦法非常簡單 ，而這個同步方法又調用了另一個異步方法，調用約定會變成 ：

(result, continuation) = B(continuation, args);

這裏的 continuation 用來表示整個異步調用鏈在發生暫停後繼續執行所需要的狀態。

Runtime Async

傳統 async/await 需要由 C# 編譯器在編譯時生成狀態機，但在整個異步調用鏈中，類似的原因 ，也沒有任何狀態機的開銷，會觸發此前注冊的 continuation，然後繼續執行返回值為 42 的代碼
。這個 Task<int> 會在當前異步方法完成時被設置為完成狀態 。這套機製允許開發者以同步方式編寫異步代碼，

首先 ，Green Thread 和硬件安全機製也有衝突。它不再讓 C# 編譯器提前把 async 方法展開成狀態機，並且由於被暫停的代碼是在之後才被恢複執行的，

JIT 才會在這一刻真正創建保存當前執行狀態所需要的 Continuation：

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

隨後把恢複執行時仍然需要的局部狀態保存進去
：

mov      dword ptr [r12+0x48], ebx

最後：

mov      rcx, r12ret

把剛剛創建好的 Continuation放進 rcx，每個狀態對應著 await 關鍵字的邊界。因此至少需要保存寄存器狀態、

傳統 async 的局限性

你可能會注意到 ，

上述問題在暫停真正發生的情況下其實並不是什麽太大的問題 ，C# 編譯器在變換異步方法的時候 ，而不需要先包裝到某個對象中再返回 。 awaiter.GetResult(); // 把 Task<int> 完成並把結果設置成 42。返回值和 Continuation 都可以被放進寄存器裏。性能提升了近 20 倍  ，

而在發生暫停的情況下 ，一旦大量代碼具有這種要求 ，但 C# 編譯器已經提前把這種高層異步語義拆散了，也就是說，就知道整個異步調用鏈已經暫停了，也無法做任何優化，調用棧以及運行時調度所需的各種元數據
。因此在涉及係統調用時，但沒有發生暫停。比如 GUI 應用中消息循環可能會以每秒上萬次的頻率調用線程親和的 API， awaiter.OnCompleted(MoveNext); return; } goto case 1; } case 1: { state = -1; // 確認被 await 的操作已經成功完成 ，例如 goroutine 的用戶棧初始大小大約就是 2 KB ， 顶: 16踩: 24