编译“异步”代码所需的最少类型集是什么？答案

【问题标题】：What is the minimum set of types required to compile `async` code?编译“异步”代码所需的最少类型集是什么？
【发布时间】：2013-07-31 11:51:25
【问题描述】：

出于好奇，我正在尝试获取一些简单的async/await 代码以在 .NET 3.5 客户端配置文件下编译：

async void AwaitFoo()
{
    await new Foo();
}

class Foo
{
    public IFooAwaiter GetAwaiter() { … }
}

interface IFooAwaiter : System.Runtime.CompilerServices.INotifyCompletion
{
    bool IsCompleted { get; }
    void GetResult();
}

我完全清楚 .NET 3.5 不支持此语言功能，如以下编译错误所示：

无法找到 async 修饰符所需的所有类型。您是针对错误的框架版本还是缺少对程序集的引用？

我也知道 NuGet package Microsoft.Bcl.Async，它不支持 .NET 3.5。

问题：编译async代码所需的类型和类型成员的最小集合是什么？这个最小集合是否正式记录？如果是这样，在哪里？（请注意，我只对成功编译感兴趣，而不是执行。）

到目前为止我的收获：

我一直在尝试通过实验找到这个最小的类型集，这似乎是可能的，因为编译器报告需要，但缺少一个一个类型：

预定义类型 System.Runtime.CompilerServices.IAsyncStateMachine 未定义或导入。

根据 MSDN 参考页面定义报告的类型，然后会导致报告下一个缺少的类型。我到目前为止：

System.Runtime.CompilerServices.IAsyncStateMachine
System.Runtime.CompilerServices.INotifyCompletion（上面的示例代码需要）
System.Threading.Tasks.CancellationToken（Task 要求）
System.Threading.Tasks.TaskCreationOptions（Task 要求）
System.Threading.Tasks.Task

此时我停了下来，因为Task 有很多成员，但编译器并没有准确报告它需要哪些成员；它只是报告整个类型。因此，我可能会复制比实际需要更多的类型定义。

【问题讨论】：

标签： c# .net-3.5 async-await infrastructure

【解决方案1】：

在C#编译器方面，还需要：

AsyncTaskMethodBuilder
AsyncTaskMethodBuilder<TResult>
AsyncVoidMethodBuilder
AsyncStateMachineAttribute
可能 ICriticalNotifyCompletion 虽然我相信这只是建造者使用的。

我不期望实际上需要TaskCreationOptions 或CancellationToken - 我想不出它们会在生成的代码中的什么地方使用。

不过，从根本上说，您确实需要整个 TPL 支持才能使其工作 - 仅仅拥有它编译并不能为您做这件事。如果您只是出于好奇而对此感兴趣，那是另一回事。您可能对我的 Eduasync 博客系列感兴趣，这是让编译器的 CTP 版本在没有 AsyncCtpLibrary.dll 程序集（针对 .NET 4.0）的情况下工作的粗略版本 - 基本上提供了所有相关类型。

source code 不适用于 C# 5 编译器，因为最终版本发生了一些变化，但大多数概念保持不变。

【讨论】：

谢谢。您是自己了解列表中的类型，还是从官方文档中获取列表？ -- 也感谢 Eduasync 链接，我已经开始阅读这些博客文章了。
@stakx：嗯，我最初建立了这个列表，并实现了一些 Eduasync - 但现在我回顾了我知道编译器在生成的代码中使用的类型。

【解决方案2】：

我通过实验确定以下类型足以使 C# 5 编译器进程成为基本的async/await 代码（即使针对 .NET Framework 版本 2！）：

我发现 C# 编译器可以接受的最小声明如下。

namespace System.Threading.Tasks
{
    abstract class Task { }
    abstract class Task<TResult> : Task { }
}

namespace System.Runtime.CompilerServices
{
    interface INotifyCompletion { }
    interface ICriticalNotifyCompletion { }

    interface IAsyncStateMachine
    {
        void MoveNext();
        void SetStateMachine(IAsyncStateMachine stateMachine);
    }

    struct AsyncVoidMethodBuilder
    {
        public static AsyncVoidMethodBuilder Create() { … }
        public void Start<TStateMachine>(ref TStateMachine stateMachine)
            // where TStateMachine : IAsyncStateMachine
            { … }
        public void SetResult() { … }
        public void SetException(Exception exception) { … }
        public void SetStateMachine(IAsyncStateMachine stateMachine) { … }
        public void AwaitOnCompleted<TAwaiter, TStateMachine>(ref TAwaiter awaiter, ref TStateMachine stateMachine)
            // where TAwaiter : INotifyCompletion
            // where TStateMachine : IAsyncStateMachine
            { … }
        public void AwaitUnsafeOnCompleted<TAwaiter, TStateMachine>(ref TAwaiter awaiter, ref TStateMachine stateMachine)
            // where TAwaiter : ICriticalNotifyCompletion
            // where TStateMachine : IAsyncStateMachine
            { … }
    }

    struct AsyncTaskMethodBuilder
    {
        public Task Task { get { … } }
        public void AwaitOnCompleted<TAwaiter, TStateMachine>(ref TAwaiter awaiter, ref TStateMachine stateMachine)
            // where TAwaiter : INotifyCompletion
            // where TStateMachine : IAsyncStateMachine
            { … }
        public void AwaitUnsafeOnCompleted<TAwaiter, TStateMachine>(ref TAwaiter awaiter, ref TStateMachine stateMachine)
            // where TAwaiter : ICriticalNotifyCompletion
            // where TStateMachine : IAsyncStateMachine
            { … }
        public static AsyncTaskMethodBuilder Create() { … }
        public void SetException(Exception exception) { … }
        public void SetResult() { … }
        public void SetStateMachine(IAsyncStateMachine stateMachine) { … }
        public void Start<TStateMachine>(ref TStateMachine stateMachine) 
            // where TStateMachine : IAsyncStateMachine
            { … }
    }

    struct AsyncTaskMethodBuilder<TResult>
    {
        public static AsyncTaskMethodBuilder<TResult> Create() { … }
        public void Start<TStateMachine>(ref TStateMachine stateMachine) 
            // where TStateMachine : IAsyncStateMachine 
            { … }
        public void SetResult(TResult result) { … }
        public void SetException(Exception exception) { … }
        public void SetStateMachine(IAsyncStateMachine stateMachine) { … }
        public void AwaitOnCompleted<TAwaiter, TStateMachine>(ref TAwaiter awaiter, ref TStateMachine stateMachine)
            // where TAwaiter : INotifyCompletion
            // where TStateMachine : IAsyncStateMachine 
            { … }
        public void AwaitUnsafeOnCompleted<TAwaiter, TStateMachine>(ref TAwaiter awaiter, ref TStateMachine stateMachine)
            // where TAwaiter : ICriticalNotifyCompletion
            // where TStateMachine : IAsyncStateMachine 
            { … }
        public Task<TResult> Task { get { … } }
    }
}

（我在上面写着{ … }的地方扔了一个NotImplementedException。）

【讨论】：