Wie verwalten „Yield' und „Await' den Kontrollfluss und den Status in asynchronen .NET-Vorgängen?

.NETs yield und await: Beherrschung des asynchronen Kontrollflusses und der Zustandsverwaltung

yield und await, Schlüsselfunktionen in .NET, vereinfachen den asynchronen und Iterator-Kontrollfluss. Die zugrunde liegende Mechanik kann jedoch für Entwickler, die an die traditionelle stapelbasierte Ausführung gewöhnt sind, komplex sein.

yield und Iteratoren: State Preservation

Innerhalb eines Iteratorblocks yield übergibt die Kontrolle vorübergehend an den Aufrufer zurück. Nachfolgende Aufrufe setzen die Ausführung ab dem Punkt yield fort. Die Laufzeit speichert den Status des Iterators – Befehlszeiger und lokale Variablenwerte – sorgfältig auf dem Heap und nicht auf dem Stapel. Dieser Heap-basierte Speicher ermöglicht eine nahtlose Wiederaufnahme zu jedem Zeitpunkt. Ausnahmen werden erfasst und beim Abrufen des Ergebnisses erneut ausgelöst.

await und asynchrone Vorgänge: Ausgesetzte Ausführung

await verhält sich ähnlich wie eine return-Anweisung, jedoch mit einem entscheidenden Unterschied: Sie unterbricht die Ausführung, bis ein asynchroner Vorgang (z. B. eine Netzwerkanforderung) abgeschlossen ist. Die Laufzeit verwendet einen Delegaten, um die Fortsetzung der Methode zu speichern, einschließlich des Wiederaufnahmepunkts und lokaler Variablenwerte. Dieser Delegat fungiert als Rückruf des asynchronen Vorgangs. Ausnahmen werden behandelt und erneut ausgelöst, wenn auf das Ergebnis zugegriffen wird.

Stack-Verhalten: Gleichzeitige Ausführung

Entscheidend ist, dass await den aktuellen Aufrufstapel nicht verändert. Der Status der Methode wird auf den Heap übertragen, sodass die aufrufende Methode gleichzeitig fortfahren kann, während ihr Aktivierungsdatensatz auf dem Stapel verbleibt. Dies verhindert Stapelüberschreibungen, auch bei verschachtelten Methodenaufrufen.

Robuste Ausnahmebehandlung

Sowohl yield als auch await verfügen über eine integrierte Ausnahmebehandlung. Nicht behandelte Ausnahmen werden im Iterator oder in der Aufgabe gespeichert und später ausgelöst, wodurch eine saubere Ausnahmeverwaltung in asynchronen Szenarien gewährleistet wird.

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