Rust 编译器确定异步状态，不是先数 await，再机械地生成几个状态。

真正的过程是：

源代码
  ↓
建立控制流
  ↓
找出所有“可能暂停”的位置
  ↓
把这些位置变成“恢复点”
  ↓
分析每个恢复点之后还需要哪些局部变量
  ↓
把“恢复位置 + 需要保存的数据”编码进异步函数的内部状态

所以你问的两个核心问题：

状态怎么确定？

答案：由控制流中的可暂停点，以及从这些点恢复时必须区分的执行路径决定。

状态边界在哪里？

答案：边界出现在执行可能被挂起的地方；从一个恢复点开始，到下一个可能挂起的位置或函数结束，是下一段可继续执行的代码。

但这还不够精确。下面直接拿代码推。

1. 最简单的情况：两个 await

async fn foo() {
    A();
    let x = B().await;
    C(x);
    let y = D(x).await;
    E(y);
}

先不要想 Future，也不要想 poll。

只问一个问题：

执行到什么地方以后，函数可能暂时不执行了？

答案只有两个：

B().await
D(x).await

因为 A()、C(x)、E(y) 都必须执行完以后才能继续走下一步。

于是原来的连续执行：

A
↓
B().await
↓
C(x)
↓
D(x).await
↓
E(y)

被两个“可暂停点”切开：

A
↓
B().await
│
├── 已完成 → 继续
│
└── 未完成 → 暂停
             ↑
             |
          以后恢复
             |
             ↓
C(x)
↓
D(x).await
│
├── 已完成 → 继续
│
└── 未完成 → 暂停
             ↑
             |
          以后恢复
             |
             ↓
E(y)

所以会有三个恢复阶段：

阶段 0：
    A();
    推动 B

阶段 1：
    得到 B 的结果
    C(x);
    推动 D

阶段 2：
    得到 D 的结果
    E(y);
    完成

注意这个非常关键：

不是“两次 await，所以有两个状态”。

而是：

两个可暂停点把整个执行过程分成三个“恢复阶段”。

因此最简单情况下：

N 个独立的可暂停点
→ N + 1 个连续执行阶段

这是你要抓住的第一条规则。

2. 为什么第一次 await 前也有一个状态？

你之前一直追问这个，其实这里就能看清。

例如：

async fn foo() {
    A();
    B().await;
}

有人会误以为：

B().await = 状态 0

不是。

因为第一次调用这个异步函数时，程序必须知道：

我是第一次进入这个函数。

于是需要一个“起始状态”：

状态 0：
    A();
    推动 B

如果 B 没完成：

状态 0
   ↓
B 未完成
   ↓
保存“下一次从 B 这里继续”
   ↓
Pending

以后再次进入：

状态 1：
    B 已完成
    继续执行 await 后面的代码

所以从“恢复”的角度看：

开始执行
  ↓
第一次暂停
  ↓
第二次恢复
  ↓
第二次暂停
  ↓
第三次恢复
  ↓
完成

状态描述的是“现在重新进入这个异步函数时应该走哪条控制流”。

3. 真正关键：为什么“一个 await 后面”一定要成为新的恢复点？

因为 await 可能返回：

Poll::Pending

比如：

let x = B().await;
C(x);

假设第一次执行：

B → Pending

那么 C(x) 根本不能执行。

函数必须退出。

于是系统要记住：

“以后 B 完成以后，不要重新从 A 开始，
而是直接继续处理 B 的结果，然后执行 C。”

所以必须有一个新的恢复位置：

恢复位置 = await 后面

这就是为什么：

await
 ↓
新的恢复阶段

不是设计者随便规定，而是暂停/恢复这个机制逼出来的。

4. 现在进入真正重要的地方：if

你问的是“编译器怎么确定状态”，真正能看出答案的是分支。

async fn foo() {
    if condition {
        A().await;
        B();
    } else {
        C().await;
        D();
    }

    E();
}

控制流不是一条直线，而是：

             ┌→ A().await → B() ─┐
             │                    │
开始 → if ───┤                    ├→ E
             │                    │
             └→ C().await → D() ─┘

现在第一次暂停可能发生在：

A().await

也可能发生在：

C().await

所以恢复时必须知道：

我之前是在 A 那条路径暂停的

还是：

我之前是在 C 那条路径暂停的

因此你看：

状态数量已经不是简单地等于 await 数量。

因为这里需要区分不同的控制流路径。

概念上可能是：

状态 0：
    判断 condition

状态 1：
    等待 A
    A 完成后执行 B
    然后汇合到 E

状态 2：
    等待 C
    C 完成后执行 D
    然后汇合到 E

状态 3：
    执行 E
    完成

所以真正决定状态的东西已经显现出来：

不是源代码长什么样，而是暂停以后，恢复时需要区分哪些“继续执行的位置”。

5. 所以“状态边界”的精确定义是什么？

可以给你一个最实用的定义：

状态边界，就是异步执行可能被中断并交出执行权的位置。

在 Rust 里最常见的这种位置就是：

.await

但是一个真正的状态，不是“这个 await 本身”。

而是：

从一个恢复位置开始
↓
执行若干普通代码
↓
直到遇到下一个可能暂停的位置

例如：

A();
B().await;
C();
D();
E().await;
F();

概念上：

状态 0：
    A();
    推动 B;
    ─────────→ 可能暂停

状态 1：
    得到 B;
    C();
    D();
    推动 E;
    ─────────→ 可能暂停

状态 2：
    得到 E;
    F();
    完成

这就是状态边界。

6. 那普通的 if、loop、match 为什么有时候也会影响状态？

因为真正分析的不是“有没有 await”，而是控制流。

例如：

async fn foo() {
    loop {
        if condition {
            A().await;
        }

        B();
    }
}

这里控制流可能：

       ┌──────────────────────┐
       ↓                      │
      B()                     │
       ↓                      │
    回到 loop                 │
       │                      │
       ↓                      │
   condition                 │
    /      \                 │
   /        \                │
true       false             │
 │            │              │
 ↓            └──────────────┘
A().await

如果 condition == false，根本不暂停。

如果 condition == true，就在 A().await 暂停。

所以恢复时需要知道：

我现在处在哪个循环迭代？
我是不是正在等待 A？
恢复以后往哪里跳？

这就是为什么编译器最终处理的其实是：

控制流图，而不是简单地扫描源码数 await。

7. 再往深一层：状态其实就是“程序计数器的离散化”

这是理解 Rust 异步最有用的一个底层视角。

普通机器执行程序时，本质上一直存在：

下一条指令在哪里？

就是程序计数器。

异步函数的问题是：

我现在执行到这里
↓
我要退出了
↓
以后回来
↓
必须知道从哪里继续

所以编译器把大量可能的执行位置，压缩成几个恢复位置：

恢复位置 0
恢复位置 1
恢复位置 2
...

然后 Future 里面有类似：

当前恢复位置 = 1

下一次 poll：

根据恢复位置 1
↓
从对应控制流继续执行

所以你可以把“状态”理解成：

为了让一个已经暂停的异步函数以后能准确恢复，编译器保存的“下一步该往哪里走”。

8. 这时候你就能回答“状态到底怎么确定”

实际上可以分成三个步骤。

第一步：编译器先把代码变成控制流

例如：

A();
if x {
    B().await;
} else {
    C().await;
}
D();

变成类似：

入口
 ↓
 A
 ↓
 if
 ├── B.await ──→ D
 └── C.await ──→ D
                  ↓
                 结束

第二步：找出可以挂起的位置

这里：

B.await
C.await

是两个挂起位置。

第三步：给“恢复后应该从哪里继续”建立标识

比如概念上：

0 = 第一次进入

1 = 正在等待 B，B 完成后走 D

2 = 正在等待 C，C 完成后走 D

3 = 已完成

于是：

状态 0
 ↓
判断 x
 ↓
状态 1 或状态 2
 ↓
等待完成
 ↓
状态 3

这就是状态机。

9. 还有一个特别重要的修正：状态不是固定等于“代码段”

比如：

async fn foo() {
    let x = bar().await;
    println!("{}", x);
}

概念上我们喜欢画：

状态 0：等待 bar
状态 1：打印 x

但编译器实际并不需要真的生成：

enum State {
    WaitingBar,
    Printing,
}

它可以用各种内部表示，甚至经过优化以后，最终机器码和你想象的这个结构差别很大。

所以：

“状态”是语义上的恢复状态，不是说编译器源码里一定有一个 enum State。

我们画 enum 只是为了把编译器做的事情具象化。

10. 最后给你一个真正准确的判定标准

以后你自己分析任何 Rust async 代码，不要问：

“这里是不是一个代码块？”

也不要单纯问：

“这里是不是一个 await？”

只问两个问题：

问题一

这里执行过程中能不能暂时停下来，把控制权交出去？

能 → 这里可能形成挂起边界。

问题二

以后恢复时，必须从哪里继续？

把所有可能的“继续位置”区分开 → 就得到了状态。

所以：

状态
=
一个能够唯一确定“恢复后继续哪条控制流”的信息

而状态边界：

=
异步执行可能暂停的位置

对于最简单的线性代码：

N 个 await
→ N 个暂停点
→ 通常形成 N+1 个连续恢复阶段

一旦出现：

if
match
loop
多个控制流汇合
嵌套 async

就不能再靠“数 await”确定状态数，必须看整个控制流，以及每个暂停位置恢复时需要区分哪些路径。

这才是 Rust 编译器确定异步状态机状态的真正依据。