‫Runtime Async در دات‌نت ۱۱: تحولی بنیادین در برنامه‌نویسی غیرهمگام (Async)

• سربار ماشین وضعیت (Overhead): برای هر متد async، یک ساختار (Struct) تولید می‌شود تا متغیرهای محلی را در خود نگه دارد. اگر متد به صورت همگام (Synchronous) کامل نشود، این ساختار باید به حافظه Heap منتقل (Box) شود که فشار بر Garbage Collector (GC) را افزایش می‌دهد.
• پیچیدگی در دیباگ: هنگام دیباگ کردن، Stack Trace پر از متدهای مصنوعی مانند MoveNext می‌شود و دنبال کردن جریان اصلی کد دشوار است.
• نقاط کور برای Profilerها: ابزارهای تحلیل کارایی (Profilers) نمی‌توانند زمان صرف شده را به درستی بین نقاط توقف (Suspension Points) تقسیم کنند، زیرا Runtime درک خاصی از async ندارد و صرفاً فراخوانی متدهای معمولی را می‌بیند.
• از دست رفتن فرصت‌های بهینه‌سازی: چون Runtime الگوی async را نمی‌شناسد، نمی‌تواند زنجیره‌ای از فراخوانی‌های async را بهینه کند. هر await یک چرخه کامل توقف/بازگشت (Suspend/Resume) را تحمیل می‌کند.

• مدیریت تعلیق و بازگشت توسط Runtime: دیگر خبری از Structهای تولید شده توسط کامپایلر نیست. خود Runtime وضعیت متد را ذخیره و بازیابی می‌کند.
• Hoisting هوشمند متغیرها: تنها متغیرهایی که واقعاً بین نقاط await زنده می‌مانند، در حافظه ذخیره (Hoist) می‌شوند.
• بهینه‌سازی زنجیره‌ای (Async Chaining): این یکی از مهم‌ترین بهبودهاست. وقتی یک متد Runtime-Async متد دیگری از همین نوع را صدا می‌زند، Runtime می‌تواند انتقال اجرا (Handoff) را بهینه کند و در بسیاری از موارد، تخصیص حافظه برای Task را به کلی حذف کند.

namespace System.Runtime.CompilerServices
{
    public static class AsyncHelpers
    {
        // نمونه‌ای از متدهای کمکی که Runtime از آن‌ها استفاده می‌کند
        [MethodImpl(MethodImplOptions.Async)]
        public static void Await(Task task);
        
        [MethodImpl(MethodImplOptions.Async)]
        public static T Await<T>(Task<T> task);
        
        // پشتیبانی از ValueTask و سایر Awaitableها نیز وجود دارد
    }
}

• فعال بودن پیش‌فرض در CoreCLR: دیگر نیازی به تنظیم متغیر محیطی DOTNET_RuntimeAsync=1 نیست. Runtime به صورت پیش‌فرض آماده اجرای این متدهاست.
• پشتیبانی از Native AOT: کدهایی که با runtime-async کامپایل می‌شوند، اکنون می‌توانند به صورت Ahead-of-Time (AOT) کامپایل شوند. این یعنی برنامه‌هایی بسیار سبک‌تر و سریع‌تر که از مزایای Runtime Async نیز بهره می‌برند.

<TargetFramework>net11.0</TargetFramework>

<PropertyGroup>
    <EnablePreviewFeatures>true</EnablePreviewFeatures>
    <Features>$(Features);runtime-async=on</Features>
</PropertyGroup>

async Task<string> FetchDataAsync(HttpClient client, string url)
{
    var response = await client.GetAsync(url);
    response.EnsureSuccessStatusCode();
    return await response.Content.ReadAsStringAsync();
}

[MethodImpl(MethodImplOptions.Async)] // مشخصه جدید
internal static Task<string> FetchDataAsync(HttpClient client, string url)
{
   // استفاده مستقیم از AsyncHelpers بدون ماشین وضعیت
   HttpResponseMessage response = AsyncHelpers.Await<HttpResponseMessage>(client.GetAsync(url));
   response.EnsureSuccessStatusCode();
   return AsyncHelpers.Await<string>(response.Content.ReadAsStringAsync());
}

• بازکامپایل کتابخانه‌ها (Recompilation): برای اینکه تأثیر واقعی بر پرفورمنس را ببینید، کتابخانه‌های پایه دات‌نت (System.*) و ASP.NET Core باید با قابلیت runtime-async مجدداً کامپایل شوند. تا آن زمان، کد شما سریع است اما وقتی وارد متدهای فریم‌ورک می‌شوید، به مدل قدیمی برمی‌گردد.
• بهبود Diagnostics: نمایش بهتر Stack Trace برای متدهای جدید.
• تست گسترده: اطمینان از سازگاری کامل در تمام اکوسیستم.

• .NET 11 Preview 1 Runtime Release Notes
• Runtime Async Epic Issue (dotnet/runtime#109632)
• Runtime Async Draft Specification
• Enable Runtime Async for Libraries (Draft PR)