以下是流程簡單的描述

1. 初始：已建立／等待啟動
2. 呼叫 Start 或被排程 → 進入等待執行
3. 執行緒池呼叫 ExecuteEntry → 執行中（委派已觸發）
4. 使用者委派執行結果：成功／拋出例外／拋出 OperationCanceledException
5. 標記使用者委派已執行
6. 若有子任務則等待全部完成 → 子任務完成
7. 第二階段收斂：設定狀態 RanToCompletion／Faulted／Canceled
8. 第三階段：清理資源＋通知父任務＋排程接續
9. 後續觸發：await／ContinueWith／WhenAll 等

IL 對應 await

IL_000a: callvirt  instance class [System.Net.Http]System.Threading.Tasks.Task`1<string>
                         [System.Net.Http]System.Net.Http.HttpClient::GetStringAsync(string)
IL_000f: callvirt  instance valuetype [System.Runtime]System.Runtime.CompilerServices.TaskAwaiter`1<string>
                         class [System.Runtime]System.Threading.Tasks.Task`1<string>::GetAwaiter()
IL_0014: stloc.0                      // 暫存 awaiter
IL_0015: ldloca.s 0
IL_0017: call instance bool [System.Runtime]System.Runtime.CompilerServices.TaskAwaiter`1<string>::get_IsCompleted()
IL_001c: brtrue.s   IL_0039
// 未完成路徑（掛起）
IL_001e: ldarg.0
IL_001f: ldc.i4.0
IL_0020: stfld int32 <>1__state
IL_0025: ldarg.0
IL_0026: ldloc.0
IL_0027: stfld valuetype TaskAwaiter`1<string> <>u__1
IL_002c: ldarg.0
IL_002d: ldflda valuetype AsyncTaskMethodBuilder`1<int32> <>t__builder
IL_0032: ldloca.s 0
IL_0034: ldarg.0
IL_0035: call instance void AsyncTaskMethodBuilder`1<int32>::AwaitUnsafeOnCompleted(
                     !!0&, !!1&)
IL_003a: ret
// 已完成快速路徑
IL_0039: ldloca.s 0
IL_003b: call instance string TaskAwaiter`1<string>::GetResult()

Awaiter 基本契約

可被 await 的型別需提供：

1. GetAwaiter()
2. Awaiter 需具備：bool IsCompleted、void OnCompleted(Action) 或 UnsafeOnCompleted(Action)、TResult GetResult()

TaskAwaiter / ValueTaskAwaiter 為內建。AwaitUnsafeOnCompleted 優先使用 UnsafeOnCompleted 以避免不必要的 ExecutionContext 複製。

同步快速路徑

IsCompleted 為 true 時直接續執行，不掛起也不排程。大量同步命中（快取、已完成 I/O）是使用 ValueTask 降低配置的前提。

例外與取消

• 例外於 MoveNext 中被捕捉並呼叫 SetException，狀態為 Faulted
• OperationCanceledException（含符合 Token）最終標記為 Canceled
• await 的 GetResult 重新拋出第一層原始例外（非 Aggregate 包）

ConfigureAwait(false)

影響續接排程：

• 預設 true：捕捉 SynchronizationContext（如 UI）
• false：略過 SynchronizationContext，但仍流動 ExecutionContext
• IL 會使用 ConfiguredTaskAwaitable.ConfiguredTaskAwaiter，狀態機模式不變

Q. ValueTask 差異
AsyncValueTaskMethodBuilder：

• 同步完成：直接包裝結果，不配置 Task
• 真正非同步：可能配置 Task 或使用 IValueTaskSource
• 同一個 ValueTask 不應多次 await（除非轉為 AsTask）

Q. 為何可能出現盒裝狀態機
ref struct 無法實作介面，當需以 IAsyncStateMachine 形式傳遞（如偵錯掛勾）可能產生一次性 boxing，編譯器已盡量避免。

常見效能觀察

主要概念

• 快速路徑：IsCompleted 即續執行
• 真正掛起點：AwaitUnsafeOnCompleted 註冊續接
• 完成後三步：狀態設定 → 清理與通知 → 續接執行
• 效能主軸：減少不必要 Task 配置、降低堆疊、避免同步阻塞