Concurrency in C# Cookbook、第 2 版

第3章 非同期ストリーム 非同期ストリーム

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非同期ストリームは、 複数のデータ・アイテムを非同期に受信する方法である。これは非同期列挙型（IAsyncEnumerable<T> ）をベースにしている。非同期列挙型は、列挙型の非同期バージョンである。つまり、列挙型は、コンシューマに対してオンデマンドでアイテムを生成することができ、各アイテムは非同期に生成することができる。

非同期ストリームを、より馴染みのある他の型と対比させ、その違いを検討することは有益だと私は発見した。これは、非同期ストリームを使うべき時と、他のタイプがより適切な時を思い出すのに役立つ。

非同期ストリームと Task<T>

Task<T> を使った標準の非同期アプローチは、単一のデータ値を非同期に処理するのに十分なだけである。与えられたTask<T> が完了したら、それで終わりである。単一のTask<T> は、そのコンシューマにT の複数の値を提供することはできない。たとえT がコレクションであっても、値は一度しか提供できない。async とTask<T> の使い分けについては、「非同期プログラミング入門」と第2章を参照のこと。

Task<T> と非同期ストリームを比較すると、非同期ストリームの方が列挙型に近い。具体的には、IAsyncEnumerator<T> は、任意の数のT 値を、一度に1つずつ提供することができる。IEnumerator<T> のように、IAsyncEnumerator<T> は無限長になる可能性がある。

非同期ストリームと IEnumerable<T>

IAsyncEnumerable<T> IEnumerable<T>どちらもコンシューマが要素を1つずつ取り出すことができる。大きな違いは名前にある。一方は非同期で、もう一方は非同期ではない。

コードがIEnumerable<T> を反復処理する場合、列挙可能要素から各要素を取得するときにブロックされる。IEnumerable<T> がデータベースのクエリやAPI呼び出しのようなI/Oバウンド操作を表している場合、消費するコードはI/Oでブロックすることになり、これは理想的なことではない。IAsyncEnumerable<T> は、次の各要素を非同期に取得することを除いて、IEnumerable<T> と同じように動作する。

非同期ストリームとタスク<IEnumerable<T>>について

複数のアイテムを持つコレクションを非同期に返すことは、完全に可能である。よくある例としては、Task<List<T>> がある。それでも、List<T> を返すasync メソッドは、return の文を1つしか受け取らない。コレクションが返される前に、コレクションが完全に生成されていなければならない。Task<IEnumerable<T>> を返すメソッドでも、非同期に列挙型を返すことがあるが、その場合、列挙型は同期的に評価される。LINQ-to-Entitiesには、Task<List<T>> を返すToListAsync LINQメソッドがあるとする。LINQプロバイダがこのメソッドを実行すると、データベースと通信し、一致するすべてのレスポンスを取得してから、リストの入力を終えてそれを返す必要がある。

Task<IEnumerable<T>> コレクションを返す場合、すべての項目をメモリにロードし、コレクションに入力し、コレクション全体を一度に返さなければならない。LINQクエリを返す場合でも、非同期にクエリを構築することができるが、クエリが返されると、各項目はそのクエリから同期的に取得される。 ...