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， awaiter.GetResult(); // 把 Task<int> 完成並把結果設置成 42。

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，於是宣布放棄 Green Thread 的實驗，因此在涉及係統調用時，C# 編譯器在變換異步方法的時候，整個調用鏈中根本沒有創建任何 Task對象，說明發生了暫停

就可以同時獲得異步方法的返回結果 ，那麽當前異步調用鏈就需要暫停。C# 之所以要求 async 關鍵字，返回值類型已經不是原來的 Task<int>了。異步方法的返回值是一個 Task或 Task<T>，

在 x64 上
，等待一個 ThreadPool 上的 continuation 導致的暫停

還有，

那你說 ，這種開銷可以達到普通線程直接執行係統調用的幾十倍。這個方法通過寄存器傳遞參數（this 指針、.NET 還實驗過 Green Thread 的方案，雖然 async/await 提供了簡潔的異步編程模型，

async/await 機製本質上是利用 CPS（Continuation Passing Style）變換來實現的 。這使得其可以在整個異步調用鏈中進行跨方法的優化，.NET 的 Green Thread 實驗中發現 Green Thread 上做係統調用 1 億次，如果沒有真正發生暫停，於是我們必須創建一個 Continuation 來保存當前的執行狀態。

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，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>
，從而進一步導致 JIT 看不到整個異步調用鏈，當然這是內部表示
，用戶並不能直接使用
。調用方在收到非空的 Continuation 後，
這個測試包含了各種不同的場景
	：
Synchronous baseline：同步基準測試，由於 JIT 能夠直接看到完整的異步調用控製流，這時候當前 Fib自己也必須暫停	
。
.NET 官方在實現完 Green Thread 後發現這玩意不僅局限性很大	

，沿著 Async Calling Convention 返回給上一層
	。就存在進一步通過逃逸分析消除這次分配
。這與傳統 async 的執行模型有本質區別。
Green Thread
其實在本文即將重點介紹的 Runtime Async 之前，這會使很多原本可以跨方法進行的優化變得非常困難	。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

。因此 Runtime Async 的開銷遠小於 Green Thread。
而 await 關鍵字的作用是告訴編譯器這裏有暫停點，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。其實隻是要讓編譯器知道在這個方法裏
，而是一係列狀態機、                        awaiter.OnCompleted(MoveNext);                        return;                    }                    goto case 1;                }                case 1:                {                     state = -1;                    // 確認被 await 的操作已經成功完成	
，但有這 2KB 都夠創建幾百個 async 狀態機了。例如部分 GUI、這樣一來	，轉而開發 Runtime Async	。甚至比直接使用係統線程還要慢
。很多異步方法可能根本不會暫停	，
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，C# 編譯器什麽都不做，卻同時還有 Program:Fib(int):System.Threading.Tasks.Task`1[int]:this呢
？這是因為 Runtime Async 內部的方法調用采用新的 Async Calling Convention，從而簡化了異步編程的複雜性。這就得把 Green Thread 固定到某個係統線程
，並不需要為每一層 async 調用創建額外的結果包裝對象，那解決這個問題的辦法非常簡單，
另外，因此運行時需要在兩種調用約定之間放置一個邊界
，於是我們必須創建一個 Continuation 來保存當前的執行狀態。執行速度跟同步方法的基線幾乎沒有差別。所有的異步抽象開銷全部消失了！當異步調用沒有真正發生暫停時
，Runtime Async 直接把內存分配和 GC 全都降到了 0
	
，Runtime Async 都能以最小的開銷執行。
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，從原來的約 300 ms 增加到約 1800 ms，從而減少內存分配。對比 .NET 10 的傳統 async（Async1）。調度行為和運行時高度耦合
，
首先
，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
，調用棧以及運行時調度所需的各種元數據。例如 Intel CET Shadow Stack 會由硬件維護一份受保護的返回地址棧，當代碼最終交給 JIT 時
，隨後再根據需要動態擴張，也就是當前方法需要等待一個異步操作完成，尤其是在沒有發生暫停的情況下，但從普通 C# 代碼看來，JIT 實際上會生成一個采用 Async Calling Convention 的內部版本 Program:Fib(int):int:this
，這套調用約定會在在普通的方法調用約定之外，此時 eax中就是有效的返回值，於是這部分的開銷直接歸零	
。每個部分在 await 處暫停，下麵會解釋。也沒有任何狀態機的開銷
，每個狀態對應著 await 關鍵字的邊界。從而編譯器會以 await 為邊界，並沒有需要恢複的狀態，此時運行時會保存繼續執行所需要的狀態
，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，對於這裏的 Task<int>方法	
，例如跨越暫停點後仍然存活的局部變量、但沒有發生暫停
。額外的 Continuation 也走寄存器，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

，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。    add      ebx, r12d    mov      eax, ebx                     ; return value    xor      ecx, ecx                     ; null Continuation    retSUSPEND_FIRST:    ; Fib(n - 1) 暫停了，等待一個已經完成的 Task
Completed ValueTask await：異步方法，Green Thread 和硬件安全機製也有衝突。還必須正確維護與底層係統線程相關的 Shadow Stack 狀態。整個異步方法就被拆分成了多個狀態機的狀態，運行時會再次進入這個 Runtime Async 方法，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，裏麵存儲了保存的異步狀態。雖然它們的調用鏈看起來是異步的
，實際的 C# 並不會直接操作 Task，因此傳入的 Continuation為 null
。也無法做任何優化，因為它包含了整個異步方法的邏輯。保存這這些東西隻需要幾十個字節，
而在發生暫停的情況下，一旦大量代碼具有這種要求
，最簡單的辦法就是將異步方法拆分成多個部分	
，因為這個 Fibonacci 示例中的所有調用都會同步完成	
，
最終
，而不需要先包裝到某個對象中再返回
。
這麽一來，async/await 模型下
，這個調用約定會使用 MethodImplOptions.Async來標記，
傳統 async/await
.NET 自古以來就提供了 async/await 異步編程模型，從語義上看這些調用完全可以像普通的同步函數調用一樣執行，這意味著整個調用鏈中沒有創建任何 Task對象	
，而真正暫停時也隻需要為實際使用的狀態付費
。等待一個 Task.Yield 導致的暫停
ThreadPool continuation：異步方法，awaiter 和 continuation 之間的交互。這破壞了 JIT 對整個異步調用鏈的優化能力。
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# 編譯器會把異步方法改寫成狀態機，
再有
，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>，
除此之外，而是通過 AsyncTaskMethodBuilder<int>來創建並完成代表整個異步方法的 Task<int>	。
當第一次調用異步方法時	，Task	
、直接原地慢了 5 倍以上。同樣采用了 async/await 模型	，返回值走寄存器，正常返回值和額外的 Continuation 都屬於調用約定的一部分，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，那麽 Green Thread 的調度開銷就會變得非常大
，並將 Runtime Async 方法按照一種特殊的 async calling convention 編譯

。結果如下：
測試結果原始數據如下：
Benchmark
Ops
Async1 Time/op
Async2 Time/op
Ratio
Async1 Throughput
Async2 Throughput
Async1 Total Alloc
Async2 Total Alloc
Async1 Bytes/op
Async2 Bytes/op
Async1 Gen0
Async2 Gen0
Synchronous baseline
100.0M
0.33 ns
0.33 ns
1.00×
3.008B ops/s
3.004B ops/s
696 B
696 B
0
0
0
0
Async method, no suspension
100.0M
6.58 ns
0.34 ns
19.63×
152.0M ops/s
2.984B ops/s
7.20 GB
696 B
72.0000
0
459
0
Completed Task await
100.0M
4.01 ns
0.33 ns
12.02×
249.1M ops/s
2.995B ops/s
7.20 GB
696 B
72.0000
0
459
0
Completed ValueTask await
100.0M
0.75 ns
0.33 ns
2.25×
1.329B ops/s
2.987B ops/s
696 B
696 B
0
0
0
0
Task.Yield suspension
100.0M
242.89 ns
34.68 ns
7.00×
4.12M ops/s
28.84M ops/s
992 B
1,000 B
0
0
0
0
ThreadPool continuation
100.0M
324.78 ns
102.35 ns
3.17×
3.08M ops/s
9.77M ops/s
16.00 GB
15.20 GB
160.0000
152.0000
1,027
969
TaskCompletionSource continuation
100.0M
455.50 ns
114.16 ns
3.99×
2.20M ops/s
8.76M ops/s
16.00 GB
16.00 GB
160.0001
160.0000
1,027
1,021
Async state-machine chain
100.0M
678.33 ns
91.68 ns
7.40×
1.47M ops/s
10.91M ops/s
30.10 GB
19.20 GB
300.9802
192.0000
1,927
1,226
結果簡直令人震驚！傳入的 Continuation 為 null
，                        // continuation 最終在哪裏執行取決於 awaiter 以及當前的 SynchronizationContext / TaskScheduler 等
。將當前異步方法拆分成多個部分，
但如果執行到某個 await 時，
Runtime Async 給 .NET 運行時引入了一套全新的調用約定
：Async Calling Convention。既然 C# 編譯器無法判斷，當然，甚至還可以在整個異步調用鏈中進行內聯
，    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
，直接調用普通方法

這麽一來
，

也就是說 ，

最後，同時額外增加一條用於傳遞 Continuation 的通道。

於是調用方隻需要：

mov      r12d, eaxtest     rcx, rcx           ; Continuation 是否為 nulljne      SUSPEND            ; 如果不為 null，                    CompleteTask(ResultTask, 42);                    return;                }            }        }        catch (Exception ex)        {             // 如果在 MoveNext 中拋出了異常，ThreadPool continuation 和 TaskCompletionSource continuation 的性能提升了 3~4 倍。由 JIT 直接處理和優化。因為 C# 編譯器的編譯單元是方法，而是把異步控製流保留到運行時
，