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c# yield return 和 async stream 的关系和区别

畫卷琴夢

畫卷琴夢

发布时间:2026-01-30 10:23:31

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来源于php中文网

原创

yield return 仅支持同步迭代器,不能用于 async 方法;正确方式是使用 C# 8.0 引入的 async stream(IAsyncEnumerable + await foreach + yield return),支持异步延迟和流式处理。

c# yield return 和 async stream 的关系和区别

yield return 是同步迭代器,不能直接用于 async 方法

在 C# 中,yield return 生成的是 IEnumerableIEnumerator,整个迭代过程必须是同步的。如果你在 async 方法里写 yield return,编译器会报错:error CS1983: The return type of an async method must be void, Task, Task, or a task-like type。这是因为 yield return 要求方法返回 IEnumerable,而该类型不满足 async 方法的返回类型约束。

常见错误写法:

public async IEnumerable GetNumbersAsync() // ❌ 编译失败
{
    await Task.Delay(100);
    yield return 1;
}

解决思路只有两个:要么去掉 async(纯同步),要么换用 async stream

async stream 用 IAsyncEnumerable + await foreach + yield return

C# 8.0 引入的 async stream 是专为“异步产生序列”设计的机制,底层基于 IAsyncEnumerableIAsyncEnumerator。它允许你在方法中既写 await,又写 yield return,但前提是方法签名必须是 IAsyncEnumerable,且标记 async

正确写法示例:

public async IAsyncEnumerable GetNumbersAsync()
{
    await Task.Delay(100);
    yield return 1;
    await Task.Delay(100);
    yield return 2;
}

调用时必须用 await foreach

await foreach (var n in GetNumbersAsync())
{
    Console.WriteLine(n); // 输出 1,然后 2,中间各延迟 100ms
}

关键点:

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  • IAsyncEnumerable 不是 IEnumerable 的“异步版接口”,二者无继承关系
  • 不能把 IAsyncEnumerable 当作 IEnumerable 直接传给老代码,会编译失败
  • 每次 yield return 后可以 await 任意异步操作,包括 I/O、数据库查询、HTTP 请求等

性能和执行时机差异明显

yield return 是“拉取式(pull-based)”:调用者控制何时取下一个元素(比如 foreach 每次迭代才触发一次 MoveNext),整个过程同步阻塞,但延迟执行(lazy)。

IAsyncEnumerable 是“异步拉取式”:每次 await foreach 迭代时,内部会 await MoveNextAsync(),所以每个 yield return 之间可真正挂起线程、释放上下文,适合高延迟或大量并发数据流场景(如实时日志、EventHub 消息流、分页 API 流式响应)。

容易踩的坑:

  • 误以为 IAsyncEnumerable 会自动并行执行所有 yield return 前的 await —— 实际仍是串行,一个完成才走下一个
  • 在 ASP.NET Core 中返回 IAsyncEnumerable 给 MVC 控制器时,需确保使用 .NET 5+ 且配置了 EnableRangeProcessing 等支持(否则可能缓冲全部结果)
  • 未处理取消:推荐加上 CancellationToken 参数,并在 await 调用中传递,否则无法响应客户端中断

两者不能混用,但可以桥接(需谨慎)

没有隐式转换,也不能直接 return enumerable.ToListAsync() 这种魔法。如果旧代码只接受 IEnumerable,你又必须提供异步数据源,常见做法是:

  • 预加载全部:用 await source.ToListAsync()(适用于小数据集,但失去流式优势)
  • 包装成同步假流(不推荐):用 Task.Run(() => ...).Result 强制同步等待(会阻塞线程池线程,可能引发死锁)
  • 重构调用方:让上游也支持 IAsyncEnumerableawait foreach(最干净)

真正需要注意的是:async stream 的状态机更复杂,调试时堆更深;而且每个 yield return 都是一次状态机跃迁,高频小数据 yield(比如每毫秒 yield 一个 int)反而比同步 yield return 开销更大——不是所有“能用 async stream”的地方都“应该用”。

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