MulticastDelegate に連結した非同期メソッドに対して、全部の完了を await したいときの処理

InvokeAll.cs

using System;
using System.Runtime.CompilerServices;
using System.Threading.Tasks;

// デモ用。
// 引数で与えた時間だけ Delay した後、Console.WriteLine するだけのクラス。
class Sample
{
    TimeSpan _delayInterval;
    public Sample(int delayIntervaleMillisecondes) : this(TimeSpan.FromMilliseconds(delayIntervaleMillisecondes)) { }
    public Sample(TimeSpan delayInterval) => _delayInterval = delayInterval;
    public async Task X()
    {
        await Task.Delay(_delayInterval);
        Console.WriteLine(_delayInterval);
    }
}

class Program
{
    static async Task Main()
    {
        // デリゲートを1個用意して、
        Func<Task> f = null;

        // += で10個ほど非同期メソッドを連結。
        var r = new Random();
        for (int i = 0; i < 10; i++)
        {
            var x = new Sample(r.Next(30, 500));
            f += x.X;
        }

        // InvokeAll を利用
        Console.WriteLine("await InvokeAll(f)");
        await InvokeAll(f);
        // ちゃんと10個全部のタスクが完了するまで待つ。

        // 参考: 普通に f() で呼ぶと…
        Console.WriteLine("await f()");
        await f();
        // 戻り値がある MulticastDelegate を呼ぶと、最後の1個の戻り値だけが取れる。
        // その結果、最後の1個しか await できない。
        // 今回の実装だと、最後の1個よりも delay が短い奴だけが WriteLine で表示される。
        // 乱数で delay を決めてるので、呼ぶたびに表示される数が変わる。
    }

    /// <summary>
    /// <see cref="MulticastDelegate"/> になってる <see cref="Func{Task}"/> に対して、
    /// <see cref="MulticastDelegate.GetInvocationList"/> 全部を呼び出し → その戻り値全部を <see cref="Task.WhenAll(Task[])"/>。
    /// </summary>
    /// <param name="multicastDelegate"></param>
    /// <returns></returns>
    static Task InvokeAll(Func<Task> multicastDelegate)
    {
        // 補足:
        // MulticastDelegate は内部的に object[] で invocation list を持ってる。
        // GetInvocationList を呼ぶと、new Delegate[] してそこに list をコピーしてたり。
        // もったいない実装…
        var dlist = multicastDelegate.GetInvocationList();

        // Delegate[] で帰ってくる戻り値には、ちゃんと Func<Task> な要素が入ってる。
        // ((Func<Task>)list[i])() でちゃんと呼べる。

        // ただ、キャストは内部的に型チェックがかかってて、多少のオーバーヘッドがあるみたい。
        // 絶対に Func<Task> しかないっていない保証がある Delegate に対して型チェックのコストを掛けたくないとき、
        // 以下のようなバッドノウハウがある。

        // Unsafe.As で無理やり Wrapper[] に変換。(Wrapper は Func<Task> を1個だけ持つ構造体。)
        // Unsafe.As は型チェックをすっ飛ばして型変換してしまう、名前通り unsafe なメソッド。
        // JIT 時に「構造体の配列なので variance は起こらないはず」という最適化が掛かるらしく、Func<Task>[] に Unsafe.As するよりも Wrapper を介する方が速いらしい。
        // 参考: https://github.com/dotnet/corefx/issues/23689
        var list = Unsafe.As<Delegate[], Wrapper[]>(ref dlist);

        // 呼び出して、Task[] で受け取る。
        var tasks = new Task[list.Length];
        for (int i = 0; i < list.Length; i++)
        {
            tasks[i] = list[i].Value();
        }

        // それを WhenAll。
        return Task.WhenAll(tasks);
    }

    private struct Wrapper { public Func<Task> Value; }
}