为什么Roslyn中的asynchronous状态机类（而不是结构体）？

让我们考虑一下这个非常简单的asynchronous方法：

static async Task myMethodAsync() { await Task.Delay(500); } 

当我编译VS2013（Roslyn编译器之前）这个生成的状态机是一个结构。

 private struct <myMethodAsync>d__0 : IAsyncStateMachine { ... void IAsyncStateMachine.MoveNext() { ... } } 

当我用VS2015（Roslyn）编译它时，生成的代码是这样的：

 private sealed class <myMethodAsync>d__1 : IAsyncStateMachine { ... void IAsyncStateMachine.MoveNext() { ... } } 

正如你可以看到Roslyn生成一个类（而不是一个结构）。 如果我没有记错，旧的编译器（CTP2012，我猜）中的asynchronous/等待支持的第一个实现也生成了类，然后从性能原因改为结构。 （在某些情况下，你可以完全避免拳击和堆分配…）（看到这个 ）

有谁知道为什么这是在罗斯林再次改变？ （我对此没有任何问题，我知道这个改变是透明的，不会改变任何代码的行为，我只是好奇而已）

编辑：

来自@Damien_The_Unbeliever（和源代码:)）的答案imho解释了一切。 Roslyn描述的行为只适用于debugging版本（因为评论中提到的CLR限制，这是需要的）。 在释放它也生成一个结构（具有所有的好处..）。 所以这似乎是一个非常聪明的解决scheme来支持编辑和继续，并在生产中获得更好的性能。 有趣的东西，谢谢大家谁参与！

Answer 1

我对此没有任何预见，但是由于Roslyn现在是开源的，我们可以通过代码来寻找解释。

在这里，在AsyncRewriter的第60行 ，我们发现：

 // The CLR doesn't support adding fields to structs, so in order to enable EnC in an async method we need to generate a class. var typeKind = compilationState.Compilation.Options.EnableEditAndContinue ? TypeKind.Class : TypeKind.Struct; 

所以，虽然有一些使用struct的吸引力，但允许Edit和Continue在async方法中工作的巨大胜利显然被选为更好的select。

Answer 2

很难给出这样的明确答案（除非编译团队的某个人下降:)），但有几点你可以考虑：

结构的performance“奖金”总是一个折衷。 基本上，你得到以下几点：

• 价值语义
• 可能的堆栈（甚至可能是注册？）分配
• 避免间接

这是什么意思等待案件？ 那么，其实……什么都没有。 状态机在堆栈上只有很短的时间 – 记住， await有效的return ，所以方法堆栈死了; 状态机必须保存在某个地方，而“某个地方”肯定是堆在一起的。 堆栈生存期不适合asynchronous代码:)

除此之外，状态机违反了定义结构的一些好的指导方针：

• struct s应该最多16个字节 – 状态机包含两个指针，它们自己在64位上整齐地填充16个字节的限制。 除此之外，还有国家本身，所以超越了“极限”。 这不是什么大问题，因为它很可能只是通过引用而传递，但是请注意，这并不完全适合结构的用例 – 一个基本上是引用types的结构。
• struct s应该是不可变的 – 好吧，这可能不需要太多的评论。 这是一个状态机 。 同样，这不是一个大问题，因为结构是自动生成的代码和私人的，但…
• struct应该在逻辑上代表一个单一的值。 这里肯定不是这样的情况，但是从一开始就有一个可变的状态。
• 它不应该经常被装箱 – 这里不是问题，因为我们到处都在使用generics。 这个状态最终是堆在某个地方，但至less它没有被装箱（自动）。 再一次，它只在内部使用的事实使得这非常无效。

当然，这一切都是在没有closures的情况下。 当你有遍历await的locals（或字段）时，状态会进一步膨胀，限制使用struct的有效性。

考虑到所有这一切，类的方法绝对清洁，我不希望从使用struct代替任何明显的性能提高。 所有涉及的对象具有相似的生命周期，所以提高内存性能的唯一方法就是使它们全部 struct （例如存储在某个缓冲区中） – 当然这在一般情况下是不可能的。 大多数情况下，你首先会使用await （也就是说，一些asynchronousI / O工作）已经涉及到其他类 – 例如，数据缓冲区，string……这是不太可能的，你会await一些简单的返回42没有做任何堆分配。

最后，我认为只有真正看到性能差异的地方才是基准。 对基准进行优化是一个愚蠢的想法，至less可以说…