创建自己的awaitable类型

在C# 5.0中引入了await关键字，通过它可以非常容易的实现异步操作。在大多数的时候，await一般适合Task一起使用的，也非常方便。但有的时候，我们也需要自定义我们自己的awaitable类型，以实现更高的灵活性和效率。

可以用于await运算符的对象要求如下：

1. 有一个GetAwaiter()方法或扩展方法，它返回一个实现了INotifyCompletion接口的awaiter对象（或结构）
2. 返回的awaiter对象（或结构）要求实现如下方法：

• void OnCompleted(Action continuation)
• bool IsCompleted { get ; }
• TResult GetResult() // TResult 也可以是 void 类型

下面我就简单的介绍一下await运算符是如何实现异步操作的。

例如，对于如下代码

    var j = await 3;
    DoContinue(j);

在编译的时候会被编译器翻译为类似如下流程的代码（注：这个只是功能类似的简化流程示例，实际并非如此）。

    var awaiter = 3.GetAwaiter();
    var continuation = new Action(() =>
    {
        var j = awaiter.GetResult();
        DoContinue(j);
    });

    if (awaiter.IsCompleted)
        continuation();
    else
        awaiter.OnCompleted(continuation);

有了这个基础，我们就可以对一个int型的变量实现await操作了：

    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            Test();
            Console.ReadLine();
        }

        async static void Test()
        {
            var j = await 3;
            Console.WriteLine(j);
        }
    }

    class MyAwaiter : System.Runtime.CompilerServices.INotifyCompletion
    {
        public bool IsCompleted { get { return false; } }

        public void OnCompleted(Action continuation)
        {
            Console.WriteLine("OnCompleted");
            ThreadPool.QueueUserWorkItem(_ =>
                {
                    Thread.Sleep(1000);
                    this.result = 300;
                    continuation();
                });
        }

        int result;
        public int GetResult()
        {
            Console.WriteLine("GetResult");
            return result;
        }
    }

    static class Extend
    {
        public static MyAwaiter GetAwaiter(this int i)
        {
            return new MyAwaiter();
        }
    }

这样我们就能看出await是如何实现call/cc式的异步操作了：

1. 编译器把后续操作封装为一个Action对象continuation，传入awaiter的OnCompleted函数并执行。
2. awaiter在OnCompleted函数中执行异步操作，并在异步操作完成后（一般是异步调用的回调函数）执行continuation操作。
3. continuation操作的第一步就是调用awaiter.GetResult()获取异步操作的返回值，并继续执行后续操作。

看到这里，相信大家对await的机制已经有了简单的认识，也就不难理解为什么AsyncTargetingPack能使得.net 4.0程序也支持await操作了——该库在AsyncCompatLibExtensions类中对Task类提供了GetAwaiter扩展函数而已。