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本文轉載自微信公眾號「精致碼農」，作者liamwang  。轉載本文請聯系精致碼農公眾號。

在閱讀本文前，建議先閱讀本系列的上一篇文章『理解 yield 關鍵字』。我們知道，使用 C# 的 yield 關鍵字可以實現一個迭代器(Iterator)，使用 async/await 關鍵字可以實現一個異步方法。異步流(Asynchronous Stream)就是這兩種功能的結合體，它實現了以異步的方式生成和消費一組數據系列的迭代器。

異步流的支持主要建立在 C# 8 引入的兩個接口上：

public interface IAsyncEnumerable<out T> 
{ 
    IAsyncEnumerator<T> GetAsyncEnumerator (...); 
} 
public interface IAsyncEnumerator<out T>: IAsyncDisposable 
{ 
    T Current { get; } 
    ValueTask<bool> MoveNextAsync(); 
} 

所以理解了上一篇我們講的 yield 關鍵字，就很容易理解異步流，它只是在原來的基礎上支持通過 yield return 返回異步得到的一系列結果值而已。從序列中獲取每個元素的行為(MoveNextAsync)是一個異步操作，元素是以零散的方式到達，這就形成了所謂的“異步流”(比如視頻流中的數據)。

這里 IAsyncEnumerator 接口的 ValueTask 是 Task 類型輕量化的封裝，它是結構類型(值類型)。使用方式與 Task 相似，但它在同步完成任務或返回立即可用的結果時(這在列舉序列時會經常發生)，可以避免不必要的內存開銷，比 Task 更高效。

在上一篇文章中的 Fibonacci 方法中，Thread.Sleep(1000) 用來模擬一個耗時操作，它是“同步”的：

IEnumerable<int> Fibonacci(int count) 
{ 
    int prev = 1; 
    int curr = 1; 
    for (int i = 0; i < count; i++) 
    { 
        yield return prev; 
        Thread.Sleep(1000); 
        int temp = prev + curr; 
        prev = curr; 
        curr = temp; 
    } 
} 

為了提高程序執行效率，我們很有可能需要把 Thread.Sleep(1000) 改成“異步”的。如果使它生成異步的數據流，該怎么做呢?這就需要同時用到迭代器和異步方法了，也就是說方法中要同時使用 yield return 和 async/await 關鍵字。要支持這一特性，就要使用 IAsyncEnumerable 作為方法的返回類型。于是，前文的 Fibonacci 方法可以這樣改造：

async IAsyncEnumerable<int> FibonacciAsync(int count) 
{ 
    int prev = 1; 
    int curr = 1; 
    Random r = new(); 
    for (int i = 0; i < count; i++) 
    { 
        yield return prev; 
        await Task.Delay(1000); 
        int temp = prev + curr; 
        prev = curr; 
        curr = temp; 
    } 
} 

不同的是，這個方法允許調用者以異步的方式消費它生成的數字系列，換句話說就是使用 await foreach 來遍歷消費這個方法的返回結果(IAsyncEnumerable)，如下所示：

await foreach (var n in FibonacciAsync(10)) 
    Console.Write("{0} ", n); 

但，如果要在 LINQ 查詢語句中消費異步流，需要先引入 System.Linq.Async NuGet 包，除此之外，使用方式沒有差別：

IAsyncEnumerable<int> query = 
    from i in FibonacciAsync(10) 
    where i % 2 == 0 
    select i * 10; 
 
await foreach (var number in query) 
    Console.WriteLine(number); 

另外，在 ASP.NET Core 的 Action 方法中也支持返回異步流，如下面示例：

[HttpGet] 
public async IAsyncEnumerable<string> Get() 
{ 
    using var dbContext = new BookContext(); 
    await foreach (var title in dbContext.Books 
        .Select(b => b.Title) 
        .AsAsyncEnumerable()) 
    yield return title; 
} 

綜上，可以看到，異步流解決了零散數據系列的異步生成和消費問題。要知道，在 C# 還沒有異步流時，一組數據系列(IEnumerable)只能以整體異步的方式(Task

參考：

《C# 9.0 in a nutshell》 
https://docs.microsoft.com/en-us/dotnet/csharp/whats-new/tutorials/generate-consume-asynchronous-stream