系列介紹
簡介
【五分鐘的dotnet】是一個利用您的碎片化時間來學習和豐富.net知識的博文系列，它所包含了.net體系中可能會涉及到的方方面面，比如C#的小細節，AspnetCore，微服務中的.net知識等等，
場景
您可以在下班坐地鐵的時候，拿出手機逛一逛博客園，利用短短的五分鐘完成閱讀，
誕生緣由
- 曾經學過的內容可能過不了多久就忘了，我們需要一些文章來幫我們查漏補缺，
- 太長篇幅的文章看著滾動條就害怕了，我們可能更期望文字少的文章，
- .net體系的內容太多了，平時也不知道該學哪些，我們可能需要一點點知識線索，
文章質量
當然，并不意味著它篇幅短就質量差，所謂麻雀雖小五臟俱全，我們會盡可能保證利用最少的文字去詳細的闡述內容，
正文
伴隨著dotnet core的不斷迭代，我們在享受.net性能上的提升之外，還識訓了許許多多新出現的API，不知您有沒有發現，有這樣一個型別在開始逐漸出現在我們的視野中 ———— ValueTask，
比如在最新的EF Core中：
public virtual async ValueTask<EntityEntry> AddAsync(
object entity,
CancellationToken cancellationToken = default)
以上代碼是EF Core中DBContext的AddAsync簽名，我們可以發現它的回傳型別為ValueTask,可能就如同您想的一樣，既然AddAsync是這樣，那異步查找方法回傳的型別也是這樣，是的，曾經這些由Task來包裹的結果，現在全部交由VauleTask來處理了，
在最新的C# 8的特性中，引入了 異步流 的概念，它在原有的同步迭代器的基礎上，擴充了異步的迭代器版本：
IAsyncEnumerable 和 IAsyncEnumerator
如果您還不了解同步的迭代器介面，可以查看本系列的 上一篇文章，
而這個異步迭代器介面的方法簽名是這樣的：
public interface IAsyncEnumerator<out T> : IAsyncDisposable
{
T Current { get; }
ValueTask<bool> MoveNextAsync();
}
OMG，又是ValueTask！！！
那么，ValueTask到底是什么東西呢？它和傳統的Task又有什么區別呢？該在什么時候使用它，
不要慌，接下來的五分鐘您將Get到它，
開胃菜
在開始之前，我們先來了解一下咱們.NET中對記憶體中物件的存盤格式：堆與堆疊，
先來看堆疊和堆的區別：
- 堆疊，或多或少負責跟蹤正在程式中運行的代碼，堆疊空間比較小，但是讀取速度快
- 堆，或多或少負責跟蹤程式物件或資料，堆空間比較大，但是讀取速度慢
而在C#里面（其它.NET語言同理哈），咱們都知道有Class 和 Struct這兩個類別，這兩個類別對應的就是參考型別和值型別，
我們先拿實體化一個類來說，比如我們在執行 var newInstance = new ClassA()的時候，我們就會建立一個A的物件，而這個物件的資料一般來說就是分配在堆上的，而同時會建立一個參考ID，該ID就一般就置放在堆疊上面，
那么值型別的資料呢？一般來說它是存放在堆疊上的，當然這句話不全對：
"值型別存盤在堆疊中, 參考型別存盤在堆中” 這句話的前半句是有爭議的，“變數的值是在它宣告的位置存盤的，假如一個類中有一個int型別的實體變數，那么在這個類的任何物件中，該變數的值總是和物件中的其他資料在一起，也就是在堆上，只有區域變數（方法內部宣告的變數）和方法引數在堆疊上，而對于C#2以及更高版本，很多區域變數并不完全存放在堆疊中”參考-《C# in depth》及譯本《深入理解C#》.
這也是為什么我們會將結構化的小資料創建為Struct的原因，比如具有(R,G,B)三個屬性的結構Color，
堆疊里面的資料一般來說因為空間小，讀取資料庫的原因，它的生命周期就比較小，比如一個回傳值為int的方法，當方法完成之后，該堆疊中的資料就銷毀了，而堆呢？堆保存了幾乎所有類中的資料，它怎么銷毀資料來保存記憶體不溢位呢？ 是的，您會想到GC，在.NET中就是一個專門的垃圾回收器來完成該操作，
開始飆車
回到本篇文章的主題，ValueTask， Task可能大家都用的比較多了，畢竟從DotNET Framework的年代就流傳至今，而ValueTask卻從DotNET Core2.0才引入，
我們先來看看 MSDN 中對ValueTask的闡述：
提供異步操作的可等待結果，提供包裝 Task 和 TResult（僅使用其中之一）的值型別，
往下滑MSDN，就能看到里面有一個很重要的一點：
There are tradeoffs to using a ValueTask
instead of a Task . For example, while a ValueTask can help avoid an allocation in the case where the successful result is available synchronously, it also contains multiple fields, whereas a Task as a reference type is a single field.
不要問為什么這個是英文，因為我嘗試MSDN的機翻，唉…………能讀懂個鬼，強烈建議給MSDN負責翻譯的人員扣雞腿，
上面大致的意思就是說，ValueTask會避免同步情況下一些不必要的記憶體分配，從而提升應用整體的性能，
所以說，現在就能明白ValueTask出現的目的是為了提升性能，而被提升的物件就是Task，二位秋名山車神的競速之路：
如果您足夠仔細，您會發現我上面說的是同步的情況， “？？？納尼，我用Task不是異步嗎？怎么成同步了？”
別急，回想下您是否寫過這樣的代碼：
return Task.FromResult(42);
您肯定寫過（就算沒寫過也看過??），那么為什么會有這種代碼呢？ 因為我們需要在方法中部分執行異步，然后使用awit關鍵字等待它回傳一個確定的結果，然后進行一波同步運算后回傳結果，
所以現在問題就來了，以前的版本我們都是這樣寫，這沒有一點問題，但是我們需要明白一點：Task是一個類，開胃菜中我們得知了，類在實體化的時候資料量會被存放在堆中，等待沒有參考之后就被GC回收掉，所以來看剛才那句代碼，我們的回傳型別是什么，一個Task<int>，
如果我們以同步方式來實作直接回傳一個int是什么樣呢？ 資料被置放在堆疊中，方法完成后，記憶體中的資料就消失了，這個周期非常的短，而且記憶體分配極小，
那么使用Task之后呢，實體化了一個Task物件，放在堆中，堆里面置放了大量的Task快取物件，直至最后來等待GC回收，
來看看下面這個代碼:
public async Task<int> ReadNextByteAsync()
{
if (_bufferedCount == 0)
{
await FillBuffer();
}
if (_bufferedCount == 0)
{
return -1;
}
_bufferedCount--;
return _buffer[_position++];
}
假如它是一個讀取文本的方法，則ReadNextByteAsync可能會被呼叫無數次，比如10w+，那么按照我們的猜想結果是什么樣子呢？ 記憶體堆中存了10w+被包裹的Task物件資料，哪怕一個Task的所需要的記憶體量極小，那么10w+之后會是什么樣呢？那么1000w+呢？
OMG，不敢想象，（隔壁：128G海盜船請求出戰）
所以，救星來了：ValueTask，它從遙遠的M78星云…………哦，不對，它從.NET Core2.0中出現了，
public readonly struct ValueTask : IEquatable<ValueTask>
{
}
是的，它就是這個樣子，它是一個結構體，也就是值型別，如果按照我們之前對值型別和參考型別的說法來猜想，使用ValueTask完成上面的ReadNextByteAsync是什么樣子呢？ 它將資料存放在堆疊中，每次方法結束后它將被釋放，避免不必要的記憶體開銷，
所以這也是之前MSDN上說的，在同步中它會提高性能的原因，
所以以后我們可以嘗試將以下代碼替換：
//brefore
return Task.FromResult(42);
//after
return new ValueTask(42);
不是所有情況它都是車神
ValueTask 被講的這么好，是不是所有用Task的地方都可以用ValueTask了呢？
如果真的要回答這個問題的話，答案是：不是的，
回到MSDN對它的定義，您會發現，它是對Task的包裝，因為是包裝的原因，所以您可將所有用Task的地方轉換為ValueTask，編譯器并不會報錯，而且ValueTask還可以轉換為Task，畢竟是個包裝器嘛，
來看看ValueTask的原始碼：
也就是說如果我們不是通過同步的方式直接得到結果，而是對Task的包裝的話，獲取ValueTask結果的內部其實還是通過Task在進行操作，
所以如果異步操作需要回傳Task的情況下，我們將回傳值更改為ValueTask反而增大了記憶體存盤量（有一個Task物件，又有一個ValueTask物件），
那么？異步的情況我也想避免不必要的開銷怎么辦呢？ 可能您發現了在ValueTask里面還出現了另外的一個東西：IValueTaskSource ，
本文由于篇幅有限，所以只能在后期為大家帶來該介面的介紹（雖然有點吊胃口哈，不過這確實超綱了??），如果您有興趣，可以參考以下Stephen在文中所提及到的有關IValueTaskSource的部分，
總結
所以，到這里我們大致了解了ValueTask出現的目的，以及它和Task的區別，您可以想一下，您現在所做的專案中是否可以引入ValueTask，雖然它在core 2.0之后引入，但是由于.NET standard的特性，core和farmework都能夠使用它，
以下是ValueTask使用的一些誤區，是摘自MSDN，如果您看懂了本篇的內容，您就可以很容易知道它為什么不能這么使用，對了，由于MSDN翻譯問題，所以這里還是英文，（再次說一句，翻譯扣雞腿），
對了，小聲說一句：“噓，點波關注哈”
The following operations should never be performed on a ValueTask<TResult> instance:
- Awaiting the instance multiple times.
- Calling AsTask multiple times.
- Using .Result or .GetAwaiter().GetResult() when the operation hasn't yet completed, or using them multiple times.
- Using more than one of these techniques to consume the instance.
轉載請註明出處，本文鏈接：https://www.uj5u.com/net/71380.html
標籤：.NET Core