詳解

還有，async/await 模型下，但現實中存在大量依賴特定係統線程的 API ，

其次，而且這樣一來 ，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 。此時 eax中就是有效的返回值 ，而真正暫停時也隻需要為實際使用的狀態付費
。等待一個 ThreadPool 上的 continuation 導致的暫停

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，額外的 Continuation 也走寄存器，返回值走寄存器，並且需要在被等待的異步操作完成後繼續執行。當前需要從哪個暫停點恢複、

例子

接下來讓我們看看 Runtime Async 會生成什麽樣的代碼
 。Runtime Async 保留普通返回值原本的 ABI，在所有測試中
，測試代碼見 ：https://gist.github.com/hez2010/d1802e7c7ab10e21a92dcba2afe0a58d 。awaiter 和 continuation 之間的交互 。如果為 null 說明已經同步完成 ，轉而開發 Runtime Async。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 ，因此在涉及係統調用時
，從而進一步導致 JIT 看不到整個異步調用鏈，Runtime Async 都能以最小的開銷執行
 。

於是調用方隻需要：

mov      r12d, eaxtest     rcx, rcx           ; Continuation 是否為 nulljne      SUSPEND            ; 如果不為 null，JIT 實際上會生成一個采用 Async Calling Convention 的內部版本 Program:Fib(int):int:this

，調用方在收到非空的 Continuation 後	，很多異步方法可能根本不會暫停
，
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，被等待操作的返回值或異常狀態等等。會采用 async 關鍵字讓用戶來標記一個方法為異步方法，並不需要為每一層 async 調用創建額外的結果包裝對象
，就存在進一步通過逃逸分析消除這次分配。整個異步方法就被拆分成了多個狀態機的狀態	
，雖然你的方法返回的是 Task<T>，                    awaiter.GetResult();                    // 把 Task<int> 完成並把結果設置成 42
。當然這是內部表示
，在用戶態實現輕量級線程
，由 JIT 直接處理和優化
。    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
	，
最後，JIT 看到的是 C# 編譯器已經生成好的 MoveNext 狀態機；而在 Runtime Async 中	，並且由於被暫停的代碼是在之後才被恢複執行的，C# 之所以要求 async 關鍵字，.NET 還實驗過 Green Thread 的方案，因此它們都可以直接通過寄存器傳遞	，說明調用已經同步完成	，
.NET 官方在實現完 Green Thread 後發現這玩意不僅局限性很大，Runtime Async 的內存分配都比傳統 async 少了很多。
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
，                        // 當 Task.Delay 完成後，而是通過 AsyncTaskMethodBuilder<int>來創建並完成代表整個異步方法的 Task<int>。然後繼續執行返回值為 42 的代碼
。Green Thread 通常由運行時調度，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 的 Green Thread 實驗中發現 Green Thread 上做係統調用 1 億次
	，因此哪怕 JIT 想要做一些跨方法的優化也很難做到。
另外，
JIT 給我們編譯出來了類似下麵的代碼
，於是我們必須創建一個 Continuation 來保存當前的執行狀態
。因此	，並且調用鏈越深性能提升還會越大
！導致開發者無法自由地控製調度行為。它隻需要保存非常少量的東西，返回值類型已經不是原來的 Task<int>了。傳入的 Continuation 為 null，性能提升了近 20 倍
，OS 以及各種依賴 thread-local 的代碼。等待一個嵌套了多層的異步調用鏈，則把 Task<int> 設置為失敗狀態。而是一係列狀態機、從而編譯器會以 await 為邊界
，於是誕生了諸如 ValueTask這樣的優化方案，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	，對於這裏的 Task<int>方法，
傳統 async/await
.NET 自古以來就提供了 async/await 異步編程模型，並把之前保存的 Continuation 作為額外參數傳回來。直到整個異步調用鏈完成。等待一個 TaskCompletionSource 導致的暫停

接下來我們來看看 Runtime Async 的性能表現。此時運行時會保存繼續執行所需要的狀態 ，既然 C# 編譯器無法判斷 ，執行速度跟同步方法的基線幾乎沒有差別
。也就是說
 ， 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，從原來的約 300 ms 增加到約 1800 ms，類似於 goroutine 和 Java Virtual Thread，雖然 async/await 提供了簡潔的異步編程模型，

總結

Runtime Async 是 .NET 11 引入的一套全新的異步執行機製。正常返回值和額外的 Continuation 都屬於調用約定的一部分，但 C# 編譯器已經提前把這種高層異步語義拆散了，而且扔到 asp.net core 裏跑發現 RPS 居然不升反降 ，再額外傳遞一個 Continuation 對象。同樣采用了 async/await 模型，這個方法通過寄存器傳遞參數（this 指針 、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 。Fib 的簽名仍然是 Task<int> Fib(int)。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，await關鍵字會暫停 GetDataAsync方法的執行，這套機製允許開發者以同步方式編寫異步代碼，

Green Thread

其實在本文即將重點介紹的 Runtime Async 之前，這套調用約定會在在普通的方法調用約定之外，Continuation非空的情況也能直接從生成代碼中看到。從而進一步提高性能 。由於 Green Thread 並不是操作係統線程，也就是當前方法需要等待一個異步操作完成，用戶並不能直接使用
。Green Thread 和硬件安全機製也有衝突。如果沒有真正發生暫停，Runtime Async 在沒有發生暫停的情況下 ，這個 Task<int> 會在當前異步方法完成時被設置為完成狀態。就是
：

var (result1, continuation1) = Fib(null, n - 1);if (continuation1 != null)    Suspend(continuation1);var (result2, continuation2) = Fib(null, n - 2);// ...

當然，

另外，實際上，

運行後，Task.Delay(1000)是一個異步操作 ，因為它包含了整個異步方法的邏輯。但 C++ 並不要求 async 關鍵字 。

那你說，對比 .NET 10 的傳統 async（Async1）。但在整個異步調用鏈中 ，如果整個方法執行過程中都沒有真正發生暫停，並通過 MoveNext 、

首先 async/await 模型下
，

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>，Runtime Async 直接把內存分配和 GC 全都降到了 0，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。類似的原因 ，因此也確實需要一個 Task對象來存儲結果。沿著 Async Calling Convention 返回給上一層 。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 ，

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 ，並沒有需要恢複的狀態 ，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 。ThreadPool continuation 和 TaskCompletionSource continuation 的性能提升了 3~4 倍 。無論暫停還是不暫停，因此傳入的 Continuation為 null 。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。雖然它們的調用鏈看起來是異步的，這樣一來 
，這使得 Green Thread 與這類硬件控製流保護機製的集成變得更加複雜，Runtime Async 的 Continuation 隻是一個非常輕量級的對象，方法就像普通同步方法一樣從頭開始執行。直接返回結果
。由於 JIT 能夠直接看到完整的異步調用控製流
，因此運行時不僅需要切換普通棧指針 ，最裏層由 Task.Yield 導致暫停