关于C#中async/await中的异常处理（上）-（转载）

在同步编程中，一旦出现错误就会抛出异常，咱们可使用try…catch来捕捉异常，而未被捕获的异常则会不断向上传递，造成一个简单而统一的错误处理机制。不过对于异步编程来讲，异常处理一直是件麻烦的事情，这也是C#中async/await或是Jscex等异步编程模型的优点之一。可是，同步的错误处理机制，并不能彻底避免异步形式的错误处理方式，这须要必定实践规范来保证，至少咱们须要了解async/await究竟是如何捕获和分发异常的。在开发Jscex的过程当中，我也在C#内部邮件邮件列表中了解了不少关于TPL和C#异步特性的问题，错误处理也是其中之一。在此记录一下吧。

 

 

使用try…catch捕获异常

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首先咱们来看下这段代码：

static async Task ThrowAfter(int timeout, Exception ex)
{
    await Task.Delay(timeout);
    throw ex;
}

static void PrintException(Exception ex)
{
    Console.WriteLine("Time: {0}\n{1}\n============", _watch.Elapsed, ex);
}

static Stopwatch _watch = new Stopwatch();

static async Task MissHandling()
{
    var t1 = ThrowAfter(1000, new NotSupportedException("Error 1"));
    var t2 = ThrowAfter(2000, new NotImplementedException("Error 2"));

    try
    {
        await t1;
    }
    catch (NotSupportedException ex)
    {
        PrintException(ex);
    }
}

static void Main(string[] args)
{
    _watch.Start();

    MissHandling();

    Console.ReadLine();
}

这段代码的输出以下：

Time: 00:00:01.2058970
System.NotSupportedException: Error 1
   at AsyncErrorHandling.Program.d__0.MoveNext() in ...\Program.cs:line 16
--- End of stack trace from previous location where exception was thrown ---
   at System.Runtime.CompilerServices.TaskAwaiter.ThrowForNonSuccess(Task task)
   at System.Runtime.CompilerServices.TaskAwaiter.HandleNonSuccessAndDebuggerNotification(Task task)
   at System.Runtime.CompilerServices.TaskAwaiter.GetResult()
   at AsyncErrorHandling.Program.d__3.MoveNext() in ...\Program.cs:line 33
============

在MissingHandling方法中，咱们首先使用ThrowAfter方法开启两个任务，它们会分别在一秒及两秒后抛出两个不一样的异常。可是在接下来的try中，咱们只对t1进行await操做。很容易理解，t1抛出的NotSupportedException将被catch捕获，耗时大约为1秒左右——固然，从上面的数据能够看出，其实t1在被“捕获”时已经耗费了1.2时间，偏差较大。这是由于程序刚启动，TPL内部正处于“热身”状态，在调度上会有较大开销。这里反却是另外一个问题倒更值得关注：t2在两秒后抛出的NotImplementedException到哪里去了？

 

 

未捕获的异常

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C#的async/await功能基于TPL的Task对象，每一个await操做符都是“等待”一个Task完成。在以前（或者说现在）的TPL中，Task对象的析构函数会查看它的Exception对象有没有被“访问”过，若是没有，且Task对象出现了异常，则会抛出这个异常，最终致使的结果每每即是进程退出。所以，咱们必须当心翼翼地处理每个Task对象的错误，不得遗漏。在.NET 4.5中这个行为被改变了，对于任何没有被检查过的异常，便会触发TaskSchedular.UnobservedTaskException事件——若是您不监听这个事件，未捕获的异常也就这么无影无踪了。

为此，咱们对Main方法进行一个简单的改造。

static void Main(string[] args)
{
    TaskScheduler.UnobservedTaskException += (_, ev) => PrintException(ev.Exception);

    _watch.Start();

    MissHandling();

    while (true)
    {
        Thread.Sleep(1000);
        GC.Collect();
    }
}

改造有两点，一是响应TaskScheduler.UnobservedTaskException，这天然没必要多说。还有一点即是不断地触发垃圾回收，以便Finalizer线程调用析构函数。现在这段代码除了打印出以前的信息以外，还会输出如下内容：

Time: 00:00:03.0984560
System.AggregateException: A Task's exception(s) were not observed either by Waiting on the Task or accessing its Exception property. As a result, the unobserved exception was rethrown by the finalizer thread. ---> System.NotImplementedException: Error 2
   at AsyncErrorHandling.Program.d__0.MoveNext() in ...\Program.cs:line 16
   --- End of inner exception stack trace ---
---> (Inner Exception #0) System.NotImplementedException: Error 2
   at AsyncErrorHandling.Program.d__0.MoveNext() in ...\Program.cs:line 16<---
============

从上面的信息中能够看出，UnobservedTaskException事件并不是在“抛出”异常后便当即触发，而是在某次垃圾收集过程，从Finalizer线程里触发并执行。从中也不可贵出这样的结论：即是该事件的响应方法不能过于耗时，更加不能阻塞，不然便会对程序性能形成灾难性的影响。

那么假如咱们要同时处理t1和t2中抛出的异常该怎么作呢？此时即是Task.WhenAll方法上场的时候了：

static async Task BothHandled()
{
    var t1 = ThrowAfter(1000, new NotSupportedException("Error 1"));
    var t2 = ThrowAfter(2000, new NotImplementedException("Error 2"));
    
    try
    {
        await Task.WhenAll(t1, t2);
    }
    catch (NotSupportedException ex)
    {
        PrintException(ex);
    }
}

若是您执行这段代码，会发现其输出与第一段代码相同，但其实不一样的是，第一段代码中t2的异常被“遗漏”了，而目前这段代码t1和t2的异常都被捕获了，只不过await语句仅仅“抛出”了“其中一个”异常而已。

WhenAll是一个辅助方法，它的输入是n个Task对象，输出则是个返回它们的结果数组的Task对象。新的Task对象会在全部输入所有“结束”后才完成。在这里“结束”的意思包括成功和失败（取消也是失败的一种，即抛出了OperationCanceledException）。换句话说，假如这n个输入中的某个Task对象很快便失败了，也必须等待其余全部输入对象成功或是失败以后，新的Task对象才算完成。而新的Task对象完成后又可能会有两种表现：

• 全部输入Task对象都成功了：则返回它们的结果数组。
• 至少一个输入Task对象失败了：则抛出“其中一个”异常。

所有成功的状况自没必要说，那么在失败的状况下，什么叫作抛出“其中一个”异常？若是咱们要处理全部抛出的异常该怎么办？下次咱们继续讨论这方面的问题。

 

 

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