c# IValueTaskSource 是什么 c#如何实现自定义ValueTask

ValueTask 不是轻量级 Task，而是可选异步结果容器，其背后要么是 Task，要么是 IValueTaskSource 实现；后者仅用于高性能库底层，需手动控制状态机，业务代码不应自行实现。

ValueTask 不是“轻量级 Task”，而是可选的异步结果容器

直接说结论：ValueTask 本身不是 awaitable 的“实现”，它只是一个包装器，背后要么持有一个 Task，要么持有一个实现了 IValueTaskSource 的对象。只有当你要**完全绕过 Task 分配、手动控制异步状态机流转**时，才需要实现 IValueTaskSource —— 这不是日常开发该碰的东西，而是为高性能库（如 System.IO.Pipelines、Microsoft.Extensions.Caching）底层服务的机制。

IValueTaskSource 是什么：一个极简但危险的异步状态契约

IValueTaskSource 是一个仅含 5 个成员的接口，它把 await 行为拆解成纯方法调用：谁来决定是否已完成、如何获取结果、怎么注册回调、怎么触发完成。它不依赖 ThreadPool 或 SynchronizationContext，一切由你控制。

关键点：

• Version 字段必须每次完成时递增，否则 ValueTask 会因版本不匹配而抛出 InvalidOperationException
• GetResult(short token) 必须只被调用一次，且仅在 IsCompleted 返回 true 后；若未完成就调用，行为未定义
• OnCompleted 注册的回调，必须在你调用 SetResult / SetException 时被同步或异步执行 —— 且必须严格匹配传入的 token
• 你必须自己管理线程安全：多个线程可能并发调用 OnCompleted 和 SetResult

手写一个最简 IValueTaskSource：只支持成功、无取消、单次使用

下面是一个仅用于演示的最小可行实现，它模拟“稍后返回一个 int”。注意：它不处理取消、不支持重用、不保证线程安全（仅作原理示意）：

Figma

Figma 是一款基于云端的 UI 设计工具，可以在线进行产品原型、设计、评审、交付等工作。

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public sealed class SimpleIntSource : IValueTaskSource
{
    private int _result;
    private short _version;
    private Action? _continuation;
    private object? _state;

    public int GetResult(short token)
    {
        if (token != _version) throw new InvalidOperationException("Invalid token");
        return _result;
    }

    public ValueTaskSourceStatus GetStatus(short token) => 
        token == _version ? ValueTaskSourceStatus.Succeeded : ValueTaskSourceStatus.Pending;

    public void OnCompleted(Action continuation, object? state, short token, ValueTaskSourceOnCompletedFlags flags)
    {
        _continuation = continuation;
        _state = state;
    }

    public void SetResult(int result)
    {
        _result = result;
        _version++;
        _continuation?.Invoke(_state);
    }

    public void SetException(Exception error) => throw new NotSupportedException();

    public short Version => _version;
}

用法示例：

public static ValueTask DelayedInt() {
    var source = new SimpleIntSource();
    _ = Task.Run(() => {
        Thread.Sleep(100);
        source.SetResult(42);
    });
    return new ValueTask(source);
}

为什么你不该在业务代码里实现 IValueTaskSource

真正棘手的地方不在接口签名，而在运行时契约：

• ValueTask 可能被多次 await（只要没调用 GetResult），但你的 IValueTaskSource 实例通常只能完成一次；重复 await 同一个已完成的 ValueTask 会传入旧 token，导致 GetResult 校验失败
• 没有内置取消支持，要加 CancellationToken 就得自己维护 OperationCanceledException 路径和取消注册逻辑
• 无法与 async/await 状态机自动集成：你不能在 async 方法里 return new ValueTask(mySource) 并指望编译器帮你生成正确状态机 —— 它只认 Task 或 ValueTask 构造函数中传入的 IValueTaskSource
• 所有 .NET 内建 API（如 Stream.ReadAsync）返回的 ValueTask 都封装了高度优化、经过压测的 IValueTaskSource 实现（如 ReadValueTaskSource），它们复用缓冲区、跳过调度、内联回调 —— 自己写的几乎不可能比它们更优

除非你在写类似 PipeReader.ReadAsync 这种每秒百万级调用的基础组件，否则直接用 Task.FromResult、Task.Delay 或标准 async 方法更安全、更易维护。