Dlaczego potrzebujemy słowa kluczowego asynchronicznego?

Właśnie zacząłem bawić się w async / czekaj w .Net 4.5. Na początku jestem ciekawy, dlaczego słowo kluczowe asynchroniczne jest potrzebne? Wyjaśnienie, które przeczytałem było takie, że jest to marker, więc kompilator wie, że metoda na coś czeka. Ale wydaje się, że kompilator powinien być w stanie to zrozumieć bez słowa kluczowego. Co jeszcze to robi?

Jest tu kilka odpowiedzi i wszystkie mówią o tym, co robią metody asynchroniczne, ale żadna z nich nie odpowiada na pytanie, dlatego asyncjest potrzebne jako słowo kluczowe, które znajduje się w deklaracji funkcji.

To nie jest „polecenie kompilatorowi, aby przekształcił funkcję w specjalny sposób”; awaitsam mógł to zrobić. Dlaczego? Ponieważ C # ma już inny mechanizm, gdzie obecność specjalnego słowa kluczowego w treści metody powoduje kompilator wykonać skrajny (i bardzo podobna do async/await) transformacje na korpusie metodą: yield.

Tyle że yieldnie jest to własne słowo kluczowe w języku C # i zrozumienie, dlaczego to wyjaśni async. W przeciwieństwie do większości języków obsługujących ten mechanizm, w języku C # nie można powiedzieć, yield value;że trzeba powiedzieć yield return value;. Dlaczego? Ponieważ został dodany do języka po tym, jak C # już istniał, i całkiem rozsądne było założenie, że ktoś gdzieś mógł użyć yieldjako nazwy zmiennej. Ponieważ jednak nie istniał wcześniejszy scenariusz, w którym <variable name> returnbyłby poprawny składni, yield returndodano do języka, aby umożliwić wprowadzenie generatorów przy jednoczesnym zachowaniu 100% wstecznej zgodności z istniejącym kodem.

I dlatego asynczostał dodany jako modyfikator funkcji: aby uniknąć zepsucia istniejącego kodu, który był używany awaitjako nazwa zmiennej. Ponieważ nie asyncistniały już żadne metody, stary kod nie jest unieważniany, aw nowym kodzie kompilator może wykorzystać obecność asyncznacznika, aby wiedzieć, że awaitnależy go traktować jako słowo kluczowe, a nie identyfikator.

zmienia metodę z normalnej na obiekt z wywołaniem zwrotnym, co wymaga zupełnie innego podejścia do generowania kodu

a kiedy dzieje się coś tak drastycznego, zwyczajowo wyraźnie to zaznacza się (nauczyliśmy się tej lekcji od C ++)

Cały pomysł ze słowami kluczowymi takimi jak „asynchroniczny” lub „niebezpieczny” polega na usunięciu niejednoznaczności co do sposobu traktowania modyfikowanego przez nich kodu. W przypadku słowa kluczowego async informuje kompilator, aby traktował zmodyfikowaną metodę jako coś, co nie musi natychmiast wracać. Pozwala to wątkowi, w którym ta metoda jest używana, kontynuować bez konieczności oczekiwania na wyniki tej metody. To skutecznie optymalizacja kodu.

OK, oto moje zdanie na ten temat.

Istnieje coś zwanego coroutines, które jest znane od dziesięcioleci. („Knuth and Hopper” -class „od dziesięcioleci”) Są uogólnieniami podprogramów , w tym, że nie tylko uzyskują i zwalniają kontrolę przy instrukcji początkowej i zwrotnej funkcji, ale także robią to w określonych punktach ( punktach zawieszenia ). Podprogram jest korupcją bez punktów zawieszenia.

Są ŁATWE w implementacji z makrami C, jak pokazano w poniższym artykule na temat „protothreads”. ( http://dunkels.com/adam/dunkels06protothreads.pdf ) Przeczytaj. Poczekam...

Najważniejsze jest to, że makra tworzą duże switchi caseetykiety w każdym punkcie zawieszenia. W każdym punkcie zawieszenia funkcja przechowuje wartość caseetykiety bezpośrednio po niej , dzięki czemu wie, gdzie wznowić wykonywanie przy następnym wywołaniu. I zwraca kontrolę dzwoniącemu.

Odbywa się to bez modyfikowania pozornego przepływu kontroli kodu opisanego w „protothread”.

Wyobraź sobie teraz, że masz dużą pętlę, która z kolei nazywa wszystkie te „protothreads” i jednocześnie możesz wykonywać „protothreads” w jednym wątku.

To podejście ma dwie wady:

1. Nie można zachować stanu w zmiennych lokalnych między wznowieniami.
2. Nie można zawiesić „protothread” z dowolnej głębokości połączenia. (wszystkie punkty zawieszenia muszą znajdować się na poziomie 0)

Istnieją obejścia dla obu:

1. Wszystkie zmienne lokalne muszą zostać wyciągnięte do kontekstu protothread (kontekst, który jest już potrzebny, ponieważ protothread musi przechowywać swój następny punkt wznowienia)
2. Jeśli czujesz, że naprawdę musisz zadzwonić z innego protothreada z „protothread”, „spawn” dziecięcy protothread i zawieś go do czasu ukończenia go.

A jeśli posiadasz wsparcie kompilatora do wykonywania operacji przepisywania, które wykonują makra i obejście, cóż, możesz po prostu napisać swój protothread code tak, jak chcesz i wstawić punkty zawieszenia słowem kluczowym.

I to asynci awaitto chodzi: tworzenie (Stackless) współprogram.

Korpusy w C # są reifikowane jako obiekty klasy (ogólnej lub nie-ogólnej) Task.

Uważam te słowa kluczowe za bardzo mylące. Moje mentalne czytanie to:

• async jako „zawieszalny”
• await jako „zawieś do zakończenia”
• Task jako „przyszłość…”

Teraz. Czy naprawdę musimy zaznaczyć tę funkcję async? Oprócz powiedzenia, że ​​powinien uruchomić mechanizmy przepisywania kodu, aby funkcja stała się coroutine, rozwiązuje pewne niejasności. Rozważ ten kod.

public Task<object> AmIACoroutine() {
    var tcs = new TaskCompletionSource<object>();
    return tcs.Task;
}

Zakładając, że asyncnie jest to obowiązkowe, czy jest to korupcja czy normalna funkcja? Czy kompilator powinien przepisać go jako coroutine, czy nie? Oba mogłyby być możliwe z inną ewentualną semantyką.