一：背景
1. 前言
在任务延续方面，我个人的总结就是三类，分别为：
StateMachine
ContinueWith
Awaiter
话不多说，我们逐个研究下底层是咋玩的？
二：异步任务延续的玩法
1. StateMachine
说到状态机大家再熟悉不过了，也是 async,await 的底层化身，很多人看到 async await 就想到了 IO 场景，其实 IO 场景和状态机是两个独立的东西，状态机是一种设计模式，把这个模式套在 IO 场景会让代码更加丝滑，仅此而已。为了方便讲述，我们写一个 StateMachine 与 IO 场景 无关的一段测试代码。
internal class Program { static void Main(string[] args) { UseAwaitAsync();
Console.ReadLine(); }
static async Task<string> UseAwaitAsync() { var html = await Task.Run(() => { Thread.Sleep(1000); var response = "<html><h1>博客园</h1></html>"; return response; }); Console.WriteLine($"GetStringAsync 的结果：{html}"); return html; } }
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那这段代码在底层是如何运作的呢？刚才也说到了 asyncawait 只是迷惑你的一种幻象，我们必须手握辟邪宝剑斩开幻象显真身，这里借助 ilspy 截图如下：
从卦中看，本质上就是借助AsyncTaskMethodBuilder<string> 建造者将 awaiter 和 stateMachine 做了一个绑定，感兴趣的朋友可以追一下 AwaitUnsafeOnCompleted() 方法，最后状态机 <UseAwaitAsync>d__1 实例会放入到 Task.Run 的 m_continuationObject 字段。如果有朋友对流程比较蒙的话，我画了一张简图。
图和代码都有了，接下来就是眼见为实。分别在 AddTaskContinuation 和 RunContinuations 方法中做好埋点，前者可以看到 延续任务 是怎么加进去的，后者可以看到 延续任务 是怎么取出来的。
心细的朋友会发现这卦上有一个很特别的地方，就是 allowInlining=true，也就是回调函数（StateMachine）是在当前线程上一撸到底的。
有些朋友可能要问，能不能让延续任务 跑在单独线程上？ 可以是可以，但你得把 Task.Run 改成 Task.Factory.StartNew ，这样就可以设置 TaskCreationOptions 参数，参考代码如下：
var html = await Task.Factory.StartNew(() =>{}, TaskCreationOptions.RunContinuationsAsynchronously);
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2. ContinueWith
那些同处于被裁的 35 岁大龄程序员应该知道 Task 是 framework 4.0 时代出来的，而 async,await 是 4.5 出来的，所以在这个过渡期中有大量的项目会使用 ContinueWith 导致回调地狱。。。 这里我们对比一下两者有何不同，先写一段参考代码。
internal class Program { static void Main(string[] args) { UseContinueWith();
Console.ReadLine(); }
static Task<string> UseContinueWith() { var query = Task.Run(() => { Thread.Sleep(1000); var response = "<html><h1>博客园</h1></html>"; return response; }).ContinueWith(t => { var html = t.Result; Console.WriteLine($"GetStringAsync 的结果：{html}"); return html; });
return query; } }
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从卦代码看确实没有 asyncawait 简洁，那 ContinueWith 内部做了什么呢？感兴趣的朋友可以跟踪一下，本质上和 StateMachine 的玩法是一样的，都是借助 m_continuationObject 来实现延续，画个简图如下：
代码和模型图都有了，接下来就是用 dnspy 开干了。。。还是在 AddTaskContinuation 和 RunContinuations 上埋伏断点观察。
从卦中可以看到，延续任务使用新线程来执行的，并没有一撸到底，这明显与 asyncawait 的方式不同，有些朋友可能又要说了，那如何实现和 StateMachine 一样的呢？这就需要在 ContinueWith 中新增 ExecuteSynchronously 同步参数，参考如下：
var query = Task.Run(() => { }).ContinueWith(t => { }, TaskContinuationOptions.ExecuteSynchronously);
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3. Awaiter
使用 Awaiter 做任务延续的朋友可能相对少一点，它更多的是和 StateMachine 打配合，当然单独使用也可以，但没有前两者灵活，它更适合那些不带返回值的任务延续,本质上也是借助 m_continuationObject 字段实现的一套底层玩法，话不多说，上一段代码：
static Task<string> UseAwaiter() { var awaiter = Task.Run(() => { Thread.Sleep(1000); var response = "<html><h1>博客园</h1></html>"; return response; }).GetAwaiter();
awaiter.OnCompleted(() => { var html = awaiter.GetResult(); Console.WriteLine($"UseAwaiter 的结果：{html}"); });
return Task.FromResult(string.Empty); }
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前面两种我配了图，这里没有理由不配了，哈哈，模型图如下：
接下来把程序运行起来，观察截图：
从卦中观察，它和 StateMachine 一样，默认都是 一撸到底 的方式。
三：RunContinuations 观察
这一小节我们单独说一下 RunContinuations 方法，因为这里的实现太精妙了，不幸的是 Dnspy 和 ILSpy 反编译出来的代码太狗血，原汁原味的简化后代码如下：
private void RunContinuations(object continuationObject) // separated out of FinishContinuations to enable it to be inlined { bool canInlineContinuations = (m_stateFlags & (int)TaskCreationOptions.RunContinuationsAsynchronously) == 0 && RuntimeHelpers.TryEnsureSufficientExecutionStack();
switch (continuationObject) { // Handle the single IAsyncStateMachineBox case. This could be handled as part of the ITaskCompletionAction // but we want to ensure that inlining is properly handled in the face of schedulers, so its behavior // needs to be customized ala raw Actions. This is also the most important case, as it represents the // most common form of continuation, so we check it first. case IAsyncStateMachineBox stateMachineBox: AwaitTaskContinuation.RunOrScheduleAction(stateMachineBox, canInlineContinuations); LogFinishCompletionNotification(); return;
// Handle the single Action case. case Action action: AwaitTaskContinuation.RunOrScheduleAction(action, canInlineContinuations); LogFinishCompletionNotification(); return;
// Handle the single TaskContinuation case. case TaskContinuation tc: tc.Run(this, canInlineContinuations); LogFinishCompletionNotification(); return;
// Handle the single ITaskCompletionAction case. case ITaskCompletionAction completionAction: RunOrQueueCompletionAction(completionAction, canInlineContinuations); LogFinishCompletionNotification(); return; } }
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卦中的 case 挺有意思的，除了本篇聊过的 TaskContinuation 和 IAsyncStateMachineBox 之外，还有另外两种 continuationObject，这里说一下 ITaskCompletionAction 是怎么回事，其实它是 Task.Result 的底层延续类型，所以大家应该能理解为什么 Task.Result 能唤醒，主要是得益于Task.m_continuationObject =completionAction 所致。
说了这么说，如何眼见为实呢？可以从源码中寻找答案。
private bool SpinThenBlockingWait(int millisecondsTimeout, CancellationToken cancellationToken) { var mres = new SetOnInvokeMres();
AddCompletionAction(mres, addBeforeOthers: true);
var returnValue = mres.Wait(Timeout.Infinite, cancellationToken); }
private sealed class SetOnInvokeMres : ManualResetEventSlim, ITaskCompletionAction { internal SetOnInvokeMres() : base(false, 0) { } public void Invoke(Task completingTask) { Set(); } public bool InvokeMayRunArbitraryCode => false; }
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从卦中可以看到，其实就是把 ITaskCompletionAction 接口的实现类 SetOnInvokeMres 塞入了 Task.m_continuationObject 中，一旦 Task 执行完毕之后就会调用 Invoke() 下的 Set() 来实现事件唤醒。
四：总结
虽然异步任务延续有三种实现方法，但底层都是一个套路，即借助 Task.m_continuationObject 字段玩出的各种花样，当然他们也是有一些区别的，即对 m_continuationObject 任务是否用单独的线程调度，产生了不同的意见分歧。
文章转载自：一线码农
原文链接：https://www.cnblogs.com/huangxincheng/p/18662162
体验地址：http://www.jnpfsoft.com/?from=001YH
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