⚙️ Под капотом async/await

Когда вы пишете асинхронный метод вроде:

async Task<int> GetDataAsync()
{
    var data = await FetchAsync();
    return data.Length;
}

вы можете думать, что это «всего лишь ожидание задачи». Но на самом деле компилятор C# превращает этот метод в state machine — конечный автомат, который управляет переходами между состояниями выполнения.

State machine — это структура, которая:

• хранит текущее состояние выполнения программы, например, до await, после await или завершено,

• знает, в какое состояние перейти дальше, когда наступает внешнее событие например, завершение Task.

Проще говоря, компилятор разворачивает ваш линейный асинхронный код в набор состояний + переключатель между ними.

Что делает компилятор

При компиляции метода с await создаётся вспомогательный класс, реализующий интерфейс IAsyncStateMachine.

Если упростить, то наш пример превращается примерно в:

private struct GetDataAsyncStateMachine : IAsyncStateMachine
{
    public int _state;
    public AsyncTaskMethodBuilder<int> _builder;
    private TaskAwaiter<string> _awaiter;

    public void MoveNext()
    {
        try
        {
            if (_state == 0)
            {
                // после await
                var result = _awaiter.GetResult();
                _builder.SetResult(result.Length);
                return;
            }

            var task = FetchAsync();
            if (!task.IsCompleted)
            {
                _state = 0;
                _awaiter = task.GetAwaiter();
                _builder.AwaitUnsafeOnCompleted(ref _awaiter, ref this);
                return;
            }

            _builder.SetResult(task.Result.Length);
        }
        catch (Exception ex)
        {
            _builder.SetException(ex);
        }
    }

    public void SetStateMachine(IAsyncStateMachine stateMachine) { }
}

Другие примеры использования state machines в C#

• yield return — генерация итераторов IEnumerator

• foreach на async коллекциях — асинхронные итераторы IAsyncEnumerable

Каждый await или yield превращает метод в "автомат", который сам управляет своим ходом выполнения.

🐸 Библиотека шарписта

#il_люминатор