返回值为ValueTask的async方法为何可await常规Task且无编译错误？

问题场景 #

以下代码无法编译：

public ValueTask Foo()
{
    return Task.Delay(1000);
}

编译时会抛出错误：Error CS0029: Cannot implicitly convert type 'System.Threading.Tasks.Task' to 'System.Threading.Tasks.ValueTask'

但下面这段代码却能正常编译运行：

public async ValueTask Bar()
{
    await Task.Delay(1000);
}

请问这一现象的原理是什么？是否完全源于编译器的async-await语法糖，还是存在其他机制？

背景：在实现IAsyncDisposable.DisposeAsync()时遇到了该问题。

原理解释 #

这一现象完全是async-await语法糖在起作用，没有其他额外机制。

当方法被标记为async后，编译器会自动生成一套状态机来处理异步流程，其中就包含了返回值的自动适配逻辑：

1. 对于返回ValueTask的async方法，当你await一个Task类型的对象时，编译器会在生成的状态机代码里，自动把这个Task包装成ValueTask返回，相当于替你执行了return new ValueTask(Task.Delay(1000));。
2. 而手动编写非async方法时，C#本身并没有定义Task到ValueTask的隐式转换规则，所以必须显式创建ValueTask实例来完成转换，否则就会触发编译错误。

额外说明：如果async方法里没有显式写return语句（比如示例中的Bar方法），编译器会根据情况自动返回一个完成状态的ValueTask——如果是同步完成的逻辑，就返回ValueTask.CompletedTask；如果是异步逻辑，就把await后的Task包装成ValueTask返回。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Joerg