理解 C# 中的 ValueTask
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admin
2024年8月6日 1:4
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引言
在 .NET 编程中，异步编程是一种常见的做法，它可以帮助我们提高应用程序的响应性和性能。从 .NET Framework 4 开始，`Task` 类成为了异步编程的核心。然而，随着 .NET Core 2.0 的引入，`ValueTask` 作为一种新的类型，为我们提供了一种更轻量级的异步编程方式。本文将深入探讨 `ValueTask` 的原理和使用方式，并通过代码示例展示其在实际开发中的应用。
`Task` 类是在 .NET Framework 4 中引入的，它表示一个异步操作的完成。`Task` 的使用非常灵活，可以被多次 `await`，也可以存储在数据结构中，以便后续使用。
```csharppublic async Task WriteAsync(byte value){ if (_bufferedCount == _buffer.Length) { await FlushAsync(); } _buffer[_bufferedCount++] = value;}```
`ValueTask` 是 .NET Core 2.0 中引入的新类型，它是一个结构体（struct），用于包装一个结果或者一个 `Task`。相比 `Task`，`ValueTask` 在某些情况下可以减少内存分配，提高性能。
```csharppublic override ValueTask<int> ReadAsync(byte[] buffer, int offset, int count){ try { int bytesRead = Read(buffer, offset, count); return new ValueTask<int>(bytesRead); } catch (Exception e) { return new ValueTask<int>(Task.FromException<int>(e)); }}```
`ValueTask` 的主要优势在于它可以避免不必要的内存分配。当一个异步操作同步完成时，`ValueTask` 可以直接返回结果，而不需要创建一个 `Task` 对象。
```csharppublic ValueTask<int> ReadNextByteAsync(){ if (_bufferedCount == 0) { await FillBuffer(); } if (_bufferedCount == 0) { return new ValueTask<int>(-1); } _bufferedCount--; return new ValueTask<int>(_buffer[_position++]);}```
尽管 `ValueTask` 提供了许多优势，但它也有一些使用限制。例如，不能多次 `await` 同一个 `ValueTask`，也不能并发地 `await` 它。
```csharpValueTask<int> vt = SomeValueTaskReturningMethodAsync();int result = await vt;int result2 = await vt; // 错误：多次 await```
### 正确示例：单次 await ValueTask```csharpint result = await SomeValueTaskReturningMethodAsync();```
在选择使用 `ValueTask` 还是 `Task` 时，需要考虑以下因素：
1. 性能需求：如果需要避免额外的内存分配，可以考虑使用 `ValueTask`。
2. 使用场景：如果需要多次 `await` 或并发 `await`，应该使用 `Task`。
3. API 设计：如果希望调用者只能直接 `await` API，可以考虑使用 `ValueTask`。
```csharppublic async Task<int> ReadNextByteAsync(){ if (_bufferedCount == 0) { await FillBuffer(); } if (_bufferedCount == 0) { return -1; } _bufferedCount--; return _buffer[_position++];}```
`ValueTask` 是 C# 中一种有用的异步编程工具，它可以帮助我们在某些情况下减少内存分配，提高性能。然而，它也有一些使用限制，开发者需要根据具体的使用场景来选择合适的类型。希望本文能够帮助你更好地理解 `ValueTask`，并在实际开发中做出更明智的选择。
该文章在 2024/8/8 5:12:50 编辑过
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