一応、Preview 1で実装されてはいるんですが、ちょっと不具合があって動かない機能が1つあったりします。

非同期ストリーム(async streams)と呼ばれていて、具体的には以下の2つの機能からなります。

• 非同期イテレーター … 戻り値をIAsyncEnumerable<T>インターフェイスにすることで、awaitとyieldを混在させることができる
• 非同期 foreach … await foreachという書き方で、IAsyncEnumerable<T>から値を列挙できる

要は、一連のデータ(data stream)を、非同期に生成(イテレーター)して非同期に消費(foreach)する機能です。

非同期 foreach

消費側の方が簡単なので先に非同期 foreach の方を。 IEnumerable<T>の非同期版であるIAsyncEnumerable<T>に対して要素の列挙ができる機能です。 (実際には同名のメソッドを持っていればインターフェイスの実装は不問なところも、同期版foreachと一緒。)

文法の候補は async foreach、foreach async、foreach awaitなど他にもあったんですが、 現状は以下のようなawait foreachが採用されました。

// 非同期 foreach … IAsyncEnumerable からの列挙
static async Task AsyncForeach(IAsyncEnumerable<int> items)
{
    await foreach (var item in items)
    {
        Console.WriteLine(item);
    }
}

これまでのawait同様、これが書けるのは非同期メソッド(async修飾付きのメソッド)内だけです。

こいつは、同期版のforeachと似たような感じで、以下のように展開されます。 同期版と比べて、MoveNextとDisposeが非同期になっただけです。

private static async Task AsyncForeach(IAsyncEnumerable<int> items)
{
    IAsyncEnumerator<int> e = items.GetAsyncEnumerator();
    try
    {
        while (await e.MoveNextAsync())
        {
            int item = e.Current;
            Console.WriteLine(item);
        }
    }
    finally
    {
        if (e != null)
        {
            await e.DisposeAsync();
        }
    }
}

非同期イテレーター

続いて生成側の非同期イテレーター。 要は、awaitとyieldを混在できる機能です。

非同期メソッドと同様に async修飾が必須で、 戻り値はIAsyncEnumerable<T>である必要があります。

// 非同期イテレーター … await/yield混在
static async IAsyncEnumerable<int> AsyncIterator()
{
    await Task.Delay(1);
    yield return 1;
    await Task.Delay(1);
    yield return 2;
}

非同期イテレーターから生成されるコードは、 やっぱり同期版のイテレーターと非同期メソッドを組み合わせたようなコードになります。 イテレーターも非同期メソッド元々結構複雑なので、非同期イテレーターはもっと複雑です。

後述するバグのせいで今のところコンパイルが通らないので、詳細はバグが治ったら(Preview 2？)改めて書こうかと思います。

IAsyncEnumerable

非同期foreachでも非同期イテレーターでも、IAsyncEnumerable<T>インターフェイス(System.Collections.Generic名前空間)が出てきます。 これも、割と素直に「IEnumerable<T>の非同期版」という感じのインターフェイスになりました。

以下のようなインターフェイスになる予定です。 (割かし最近変更があって、Preview 1 の時点では CancellationToken を受け取る引数がまだないです。)

using System.Threading;
using System.Threading.Tasks;
 
namespace System.Collections.Generic
{
    public interface IAsyncEnumerable<out T>
    {
        IAsyncEnumerator<T> GetAsyncEnumerator(CancellationToken cancellationToken = default);
    }
    public interface IAsyncEnumerator<out T> : IAsyncDisposable
    {
        T Current { get; }
        ValueTask<bool> MoveNextAsync();
    }
}

前にちょっと書きましたが、 以下のような構造もちょっと検討されました。

public interface IAsyncEnumerator<out T> : IAsyncDisposable
{
    ValueTask<bool> WaitForNextAsync();
    T TryGetNext(out bool success);
}

こちらの没案の方が、うまく使えばパフォーマンスがよくなります。 ただ、ちょっと使いにくい構造なので、ちょっと複雑なことをしようと思うと、パフォーマンスの良いコードを書くのが結構大変になったりします。 なので、「シンプルさにこだわりたい」とのことで、結局、現在の素直な構造になったみたいです。

Preview 1 でのバグ

非同期 foreach の方はPreview 1でも問題なく動きます。 一方で、非同期イテレーターの方は、文法上はエラーなく解釈できるんですが、 実行ファイルを生成する段階で「ManualResetValueTaskSourceLogic構造体が存在しない」というエラーを起こします。

どうも、Preview 1としてリリースするブランチが、Roslyn側とcoreclr側で食い違っているみたいです。 非同期イテレーターが内部的に使う型があって、 その型の仕様は最近ちょっと変更されています。 元々はManualResetValueTaskSourceLogicという名前で実装されていたんですが、 名前もManualResetValueTaskSourceCoreに変更されました。 そして、Roslynの方は変更前のままで、corefxの方は変更後のブランチでPreview 1をリリースしてしまったみたいです。

ソースコードを取ってきて名前だけ"Logic"に戻して動くなら良かったんですが、 ちょっと実装も変わっていて、無理やり動かすのもそこそこ面倒そうでした。 まあ、Preview 2では治っていると思うので、治ったら本気出します。