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學(xué)無(wú)先后，達(dá)者為師

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C#?async/await任務(wù)超時(shí)處理的實(shí)現(xiàn)_C#教程

作者：熊思宇 ? 更新時(shí)間： 2023-04-07 編程語(yǔ)言

一、需求

在之前的帖子中，介紹了?async / await 的用法，那么新的問(wèn)題又來(lái)了，如果調(diào)用一個(gè)異步方法后，一直不給返回值結(jié)果怎么辦呢？這就涉及到怎么取消任務(wù)了。添加一個(gè)任務(wù)后，如果固定時(shí)間內(nèi)沒用返回結(jié)果，那么就取消執(zhí)行，并且在多個(gè)任務(wù)同時(shí)執(zhí)行的時(shí)候，依然按順序來(lái)執(zhí)行，這就是本文章要實(shí)現(xiàn)的功能。

二、Task取消任務(wù)

先介紹一下 Task 結(jié)束任務(wù)的傳統(tǒng)用法。在 C# 以前的2.0 等版本中，線程是可以強(qiáng)制終止的，到了后面，就不允許強(qiáng)制去結(jié)束線程的，后面微軟就提供了一個(gè)?CancellationTokenSource 相關(guān)的接口開源取消任務(wù)。于是我搜索了大量的帖子，一看全是各種抄襲，相互抄來(lái)抄去的，搞的我真的火冒三丈，完全是浪費(fèi)時(shí)間，那么總結(jié)取消的方法如下：

namespace 取消任務(wù)3
{
    internal class Program
    {
        static CancellationTokenSource source = new CancellationTokenSource();
 
        static void Main(string[] args)
        {
            Task.Run(() =>
            {
                for (int i = 0; i < 10; i++)
                {
                    Thread.Sleep(100);
                    Console.WriteLine("oh my god");
                    source.Token.ThrowIfCancellationRequested();
                }
            }, source.Token);
 
            Thread.Sleep(2000);
            Console.WriteLine("取消任務(wù)");
            source.Cancel();
 
            Console.ReadKey();
        }
    }
}

運(yùn)行：

這個(gè)可以取消任務(wù)是吧，那下面換一個(gè)寫法：

namespace 取消任務(wù)3
{
    internal class Program
    {
        static CancellationTokenSource source = new CancellationTokenSource();
 
        static void Main(string[] args)
        {
            Task.Run(() =>
            {
                Thread.Sleep(3000);
                Console.WriteLine("oh my god");
                source.Token.ThrowIfCancellationRequested();
            }, source.Token);
 
            Thread.Sleep(1000);
            Console.WriteLine("取消任務(wù)");
            source.Cancel();
 
            Console.ReadKey();
        }
    }
}

任務(wù)中等待三秒，我在等待一秒后取消任務(wù)，看看結(jié)果：

這回就不管用了，任務(wù)明明取消了，但結(jié)果依然執(zhí)行了。

根據(jù)他們寫的例子，可以總結(jié)一點(diǎn)，就是要想取消任務(wù)，在任務(wù)中，必須加入 for 或者 while 循環(huán)，并且在下一輪循環(huán)中，執(zhí)行到 source.Token.ThrowIfCancellationRequested() 這句才能取消任務(wù)。

換個(gè)寫法，如果非得用 for 或者 while 循環(huán)這樣的語(yǔ)法才能取消任務(wù)，我在 while 循環(huán)中加入一個(gè)判斷，如果等于 true，直接跳出循環(huán)，這不也是中斷了任務(wù)，所以說(shuō)?CancellationTokenSource 真的意義不大

namespace 取消任務(wù)4
{
    internal class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            bool isOut = false;
 
            var task1 = Task.Run(() =>
            {
                for (int i = 0; i < 100; i++)
                {
                    if (isOut) return;
 
                    Console.WriteLine("執(zhí)行中" + i);
                    Thread.Sleep(500);
                }
            });
 
            Thread.Sleep(2000);
            Console.WriteLine("取消任務(wù)");
            isOut= true;
 
            Console.ReadKey();
        }
    }
}

運(yùn)行：

三、Task取消任務(wù)的回調(diào)

取消任務(wù)也是可以加入回調(diào)的，如下：

namespace 取消任務(wù)2
{
    internal class Program
    {
        static CancellationTokenSource source = new CancellationTokenSource();
 
        static void Main(string[] args)
        {
            var task1 = Task.Run(() =>
            {
                for (int i = 0; i < 100; i++)
                {
                    source.Token.ThrowIfCancellationRequested();
                    Console.WriteLine("執(zhí)行中" + i);
                    Thread.Sleep(500);
                }
            }, source.Token);
 
            //在指定的毫秒數(shù)后取消task執(zhí)行
            source.CancelAfter(2 * 1000);
 
            //取消任務(wù)后的回調(diào)
            source.Token.Register(() =>
            {
                //不延遲會(huì)獲取不到正確的狀態(tài)
                Thread.Sleep(50);
                Console.WriteLine("task1狀態(tài)：" + task1.Status);
                Console.WriteLine("IsFaulted狀態(tài)：" + task1.IsFaulted);//由于未處理的異常，任務(wù)已完成。
                Console.WriteLine("IsCompleted狀態(tài)：" + task1.IsCompleted);//獲取一個(gè)值，該值指示任務(wù)是否已完成。
            });
 
            Console.ReadKey();
        }
    }
}

?運(yùn)行：

四、Task超時(shí)處理的實(shí)現(xiàn)

在上面的介紹中可以看到，Task取消任務(wù)傳統(tǒng)的用法并不好用，必須在里面加上條件判斷，如果滿足條件就跳出?for 或者 while 循環(huán)，達(dá)到方法執(zhí)行完成的目的，而并不是真的終止了任務(wù)。

那么這么需求要如何去完成呢，微軟官方也提供了一個(gè)叫 Task.WhenAny 接口，可以實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能，下面就看看如何實(shí)現(xiàn)的。

新建一個(gè)基于 .Net6 的 Winform 項(xiàng)目，新建一個(gè)腳本?Lib.cs

namespace Utils
{
    public static class Lib
    {
 
        public static async Task<bool> TryWithTimeoutAfter<TResult>(this Task<TResult> task, TimeSpan timeout, Action<TResult>? successor = null)
        {
            //用于取消任務(wù)
            using CancellationTokenSource timeoutCancellationTokenSource = new CancellationTokenSource();
 
   
            //WhenAny 等待所有任務(wù)結(jié)束，這里加入了超時(shí)時(shí)間
            //ConfigureAwait 配置用來(lái)等待 任務(wù)1的警報(bào)，返回值可以獲取到改任務(wù)
            Task? completedTask = await Task.WhenAny(task, Task.Delay(timeout, timeoutCancellationTokenSource.Token)).ConfigureAwait(continueOnCapturedContext: false);
 
 
            //如果當(dāng)前任務(wù)完成了，并且匹配
            if (completedTask == task)
            {
                //取消任務(wù)
                timeoutCancellationTokenSource.Cancel();
 
                //得到任務(wù)返回結(jié)果
                var result = await task.ConfigureAwait(continueOnCapturedContext: false);
 
                //執(zhí)行回調(diào)
                if(successor != null) 
                    successor(result);
 
                return true;
            }
            else //任務(wù)超時(shí)
                return false;
        }
    }
}

界面如下，就幾個(gè)按鈕

代碼：

using Utils;
 
namespace 異步編程
{
    public partial class Form1 : Form
    {
        public Form1()
        {
            InitializeComponent();
        }
 
 
        private void button1_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            Test1();
        }
 
        private void button2_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            Test2();
        }
 
        private void Button_ClearConsole_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            Console.Clear();
        }
 
        private async void Test1()
        {
            var task1 = Task.Run(() =>
            {
                Thread.Sleep(3000);
                return "task1";
            });
            bool res1 = await task1.TryWithTimeoutAfter(TimeSpan.FromSeconds(4), (string msg) =>
            {
                Console.WriteLine("-----------------------task1回調(diào)：" + msg);
            });
 
            string isTimeout1 = res1 == true ? "沒超時(shí)" : "超時(shí)";
            Console.WriteLine("任務(wù)1：" + isTimeout1);
 
 
            var task2 = Task.Run(() =>
            {
                Thread.Sleep(3000);
                return "task2";
            });
 
            bool res2 = await task2.TryWithTimeoutAfter(TimeSpan.FromSeconds(4), (string msg) =>
            {
                Console.WriteLine("-----------------------task2回調(diào)：" + msg);
            });
 
            string isTimeout2 = res2 == true ? "沒超時(shí)" : "超時(shí)";
            Console.WriteLine("任務(wù)2：" + isTimeout2);
        }
 
        private async void Test2()
        {
            var task3 = Task.Run(() =>
            {
                Thread.Sleep(3000);
                return "task3";
            });
 
            bool res3 = await task3.TryWithTimeoutAfter(TimeSpan.FromSeconds(4), (string msg) =>
            {
                Console.WriteLine("-----------------------task3回調(diào)：" + msg);
            });
 
            string isTimeou3 = res3 == true ? "沒超時(shí)" : "超時(shí)";
            Console.WriteLine("任務(wù)2：" + isTimeou3);
        }
    }
}

按鈕1和按鈕2 方法里有三個(gè)異步方法，超時(shí)時(shí)間都是4秒，也就是說(shuō)，如果方法在4秒之內(nèi)沒有返回值則為失敗。

分別點(diǎn)擊按鈕1，按鈕2

在按鈕1方法里有兩個(gè)異步方法，異步方法1執(zhí)行完成后，才能執(zhí)行異步方法2，所以異步方法2要比異步方法3更慢一些。

下面就將三個(gè)異步方法的超時(shí)時(shí)間改為1秒，看看效果：

返回超時(shí)，而且任務(wù)也沒有執(zhí)行，這樣就實(shí)現(xiàn)了我們的想要的效果了。?

五、Task.WhenAny 的異常

在一系列的測(cè)試中，我發(fā)現(xiàn)了 Task.WhenAny 這個(gè)接口在 .Net6 的控制臺(tái)項(xiàng)目的異常之處，執(zhí)行一次是正常的，如果在一個(gè)方法內(nèi)同時(shí)執(zhí)行多次，返回結(jié)果就開始亂了，在 Winform 項(xiàng)目中是沒有這種事的，下面開始演示。

新建一個(gè)基于 .Net6 的控制臺(tái)項(xiàng)目，?將上面的 Lib.cs 代碼復(fù)制到項(xiàng)目中來(lái)。

代碼：

using Utils;
 
namespace 異步編程2
{
    internal class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            AwaitReturnValue();
 
            Console.ReadKey();
        }
 
        public static async void AwaitReturnValue()
        {
            var task1 = Task.Run(() =>
            {
                Thread.Sleep(3000);
                return "task1";
            });
 
 
            for (int i = 0; i < 10; i++)
            {
                bool res1 = await task1.TryWithTimeoutAfter(TimeSpan.FromSeconds(1), (string msg) =>
                {
                    Console.WriteLine("task1回調(diào)：" + msg);
                });
 
                string isTimeout = res1 == true ? "沒超時(shí)" : "超時(shí)";
                Console.WriteLine(string.Format("結(jié)果{0}：{1}", i, isTimeout));
            }
        }
    }
}

運(yùn)行：

任務(wù)前兩次是正確的，后面返回的基本全是錯(cuò)誤的，原因我估計(jì)是 Task 任務(wù)內(nèi)部等待時(shí)間是3秒，調(diào)用了前兩次時(shí)間沒有超過(guò)三秒，所以返回是正確的，后面超過(guò)3秒后，全當(dāng)在超時(shí)范圍內(nèi)返回了。

六、其他的寫法

超時(shí)取消任務(wù)的寫法可以有多種，其實(shí)萬(wàn)變不離其宗，都是用 Task.WhenAny 方法實(shí)現(xiàn)的，代碼我全部放一個(gè)類里面了，有興趣的可以看看，有很多的高級(jí)語(yǔ)法，確實(shí)是值得學(xué)習(xí)的。

代碼：

namespace 異步編程1
{
    public static class Lib1
    {
        public static async Task<TResult?> TimeoutAfter<TResult>(this Task<TResult> task, int timeout)
        {
            using (var cancelToken = new CancellationTokenSource())
            {
                Task completedTask = await Task.WhenAny(task, Task.Delay(timeout, cancelToken.Token));
                if (completedTask == task)
                {
                    cancelToken.Cancel();
                    return await task;
                }
                else
                {
                    // 超時(shí)處理
                    Console.WriteLine("超時(shí)了");
                    return default;
                }
            }
        }
 
        public static async Task<bool> OnTimeout<T>(T t, Action<T> action, int waitms) where T : Task
        {
            if (!(await Task.WhenAny(t, Task.Delay(waitms)) == t))
            {
                action(t);
                return true;
            }
            else
            {
                return false;
            }
        }
 
        public static async Task<bool> TryWithTimeoutAfter<TResult>(this Task<TResult> task, TimeSpan timeout, Action<TResult> successor)
        {
            using var timeoutCancellationTokenSource = new CancellationTokenSource();
            var completedTask = await Task.WhenAny(task, Task.Delay(timeout, timeoutCancellationTokenSource.Token)).ConfigureAwait(continueOnCapturedContext: false);
 
            if (completedTask == task)
            {
                timeoutCancellationTokenSource.Cancel();
 
                // propagate exception rather than AggregateException, if calling task.Result.
                var result = await task.ConfigureAwait(continueOnCapturedContext: false);
                successor(result);
                return true;
            }
            else
                return false;
        }
 
        public static async Task<bool> BeforeTimeout(Task task, int millisecondsTimeout)
        {
            if (task.IsCompleted) return true;
            if (millisecondsTimeout == 0) return false;
            if (millisecondsTimeout == Timeout.Infinite)
            {
                await Task.WhenAll(task);
                return true;
            }
 
            var tcs = new TaskCompletionSource<object>();
 
            using (var timer = new Timer(state => ((TaskCompletionSource<object>)state).TrySetCanceled(), tcs, millisecondsTimeout, Timeout.Infinite))
            {
                return await Task.WhenAny(task, tcs.Task) == task;
            }
        }
    }
}

原文鏈接：https://blog.csdn.net/qq_38693757/article/details/127935673

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