從頭實作 CSharp async/await 教學
想要精通 CSharp 中 async/await 的運作原理嗎？最近，微軟工程師 Stephen Toub 分享了一段精彩教學，從頭開始實作出一個簡易版的 async/await 機制。這不僅有助於深入理解這個強大的非同步程式設計工具，也能讓您更好地利用它的能力。
摘要自下列 Youtube 影片
緣起
async/await 雖然在 CSharp 5.0 就已推出，但它的運作原理仍有許多人感到陌生。為了幫助開發人員更透徹地理解這個功能，Toub 製作了這段教學影片，以解說的方式逐步實作出一個簡易版本的 async/await。
概述
這個教學首先從實作一個簡單的執行緒池（Thread Pool）開始。然後基於此執行緒池，實作出核心的 Task 類別，讓非同步操作可以被表示與追蹤。接著介紹用於處理非同步操作結果的各種機制，如 continuations、await 等。最後實作出一個讓 await 可運作於自製 Task 類別的方法。
以下是教學中實作的主要元件：
| 元件 | 說明 |
|---|---|
MyThreadPool | 一個簡單的執行緒池，用於執行非同步工作 |
MyTask | 代表非同步操作的類別，類似於 .NET 的 Task |
MyTask.Run | 在執行緒池中執行指定的工作，並傳回一個 MyTask 物件 |
MyTask.WhenAll | 等待多個 MyTask 完成 |
MyTask.Delay | 延遲指定的時間後完成一個 MyTask |
MyTask.Iterate | 實作 async 迴圈，讓非同步工作可以像同步迴圈般執行 |
MyTask.Awaiter | 讓自製的 MyTask 物件可使用 await 關鍵字 |
重點解析
執行緒池：為了模擬真實的非同步操作環境，Toub 首先實作了一個簡易的執行緒池。他解釋了在非同步程式設計中，asynchrony 與 concurrency 的差異，以及為何需要使用執行緒池。
Task 類別：接著實作了代表非同步操作的
Task類別。這個類別追蹤操作的狀態、結果以及例外狀況。同時也實作了用於等待操作完成的機制。執行環境（Execution Context）：在討論如何實作
await時，Toub 強調了 “執行環境” 的重要性。每個非同步操作都需要保留當下的執行環境，以確保在操作完成後能正確地恢復狀態。他示範了如何使用AsyncLocal類別來達成此目的。Continuations：
Continuation是一個在非同步操作完成後會被調用的委派。Toub 展示了如何使用它們來實作await、WhenAll等功能。語法糖（Syntactic Sugar）：最後，Toub 解釋了 CSharp 編譯器如何將
async/await語法轉換為較低層級的操作，展現了這個功能背後的真正實作。
總結
透過這段教學，Toub 清楚地解釋了 async/await 背後的運作原理，讓開發人員能夠更深入地理解這個強大的程式設計工具。即使您不打算自己實作這些功能，了解它們的運作方式也能幫助您更好地利用 async/await，並避免常見的誤用情況。
無論您是 CSharp 新手還是經驗老到，這份教學獻給所有想要提升技能的開發人員。開放思維、積極學習，才是成為優秀工程師的不二法門。
關於作者：Stephen Toub 是微軟的一位資深軟體工程師，專精於 .NET 平台核心技術，也是 CSharp 語言規格的設計團隊成員。他熱衷於透過教學與分享，協助開發人員充分利用 .NET 技術的能力。