ASP.NET 谨用 async/await

C# 5.0 引入 async/await 关键字,旨在简化异步编程模型,抛去语法糖就是 Net4.0 的 Task + 状态机。其实在处理异步编程使用 Task 还是挺简单的,不过既然推出了新的语法糖,难免会尝试一下,然而在使用中却没想象中那么单纯。以下针对ASP.NET 应用程序实际使用过程中的一些总结, 包括 异常捕获死锁应用程序崩溃,实际使用过程中一不注意就可能掉坑里了。

异常捕获

async 方法有三种返回类型: void、Task、Task

async void

该方式声明的方法是无法使用 catch 捕获异常的,所以以下代码的 try、catch 并没什么卵用。

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private static async void ThrowExceptionAsync()
{
await Task.Delay(1000);
throw new Exception("抛个异常玩玩");
}

public static async void CatchAsyncVoidException()
{
try
{
ThrowExceptionAsync();
}
catch (Exception ex)
{
throw ex;
}
}

async Task 或 async Task

这两种方式声明的方法异常信息会包含Task属性内,但前提需要在try里面使用 await 等待。

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private static async Task ThrowExceptionAsync()
{
await Task.Delay(1000);
throw new Exception("抛个异常玩玩");
}

public static async Task CatchAsyncTaskException()
{
try
{
await ThrowExceptionAsync();
}
catch (Exception ex)
{
throw ex;
}
}
TaskScheduler.UnobservedTaskException

未捕获的 Task 异常信息可以通过设置全局的TaskScheduler.UnobservedTaskException 来记录错误日志,在 Global.asax 增加如下代码:

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void Application_Start(object sender, EventArgs e)
{
// 在应用程序启动时运行的代码
TaskScheduler.UnobservedTaskException += TaskScheduler_UnobservedTaskExceptionException;
}

void TaskScheduler_UnobservedTaskExceptionException(object sender, UnobservedTaskExceptionEventArgs e)
{
if (e.Exception != null)
{
// do something
}
}

同步上下文

异步编程必然是关于线程的使用,线程有一个同步上下文的概念,个人认为线程同步上下文是 async/await 遇到最揪心的问题。在现有项目开发中我们可能想尝试使用 async/await,但老代码都是同步方式,这时如果调用一个声明为 async 的方法,死锁和应用程序崩溃的问题一不小心就可能出现。

注意: 控制台程序和.Net Core程序 将不会遇到这个问题,它们不需要同步上下文。

死锁
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private static async Task XXXAsync()
{
await Task.Delay(1000);
// some code
}

public static void Test()
{
var task = XXXAsync();
task.Wait();
}

以上代码很完美的实现了死锁。 默认情况下,当 Wait() 未完成的 Task 时,会捕获当前线程上下文,在 Task 完成时使用该上下文恢复方法的执行。 当 async 方法内的 await 执行完成时,它会尝试获取调用者线程所在的上下文执行方法的剩余部分, 但是该上下文已含有一个线程,该线程在等待 async 方法完成。然后它们相互等待对方,然后就没有然后了,死在那里。

针对死锁问题的解决方式是增加 ConfigureAwait(false)

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// await Task.Delay(1000);
await Task.Delay(1000).ConfigureAwait(false); // 解决死锁

当 await 等待完成时,它会尝试在线程池上下文中执行 async 方法的剩余部分,因此就不存在死锁。

应用程序崩溃

测试环境总发现IIS应用程序池总是崩溃,到底是什么原因?当时我们对这个问题也是非常懵逼,代码看上去并没什么明显毛病,试图欺骗自己应该是环境本身的问题吧,但事实上确实是在代码中下了毒。通过各种资料查阅和测试,基本可以断定是同步代码调用异步代码,同步上下文引起的问题。

如果调用一个 async 方法。如果使用 await 等待,当前线程立马被释放回线程池,线程的上下文信息会被保存。如果没有使用 await(async void 的方法,必然没有办法使用 await),调用 async 方法之后,代码会继续往下执行,执行完成后当前线程被释放回线程池,线程的上下文信息不会被保存。当 async 中的异步任务执行完成后,会从线程池中获取一个线程继续执行剩余代码,同时会获取当初调用者所在线程的上下文信息(如果当初调用者所在线程没有释放回线程池,上下文信息可以获取到)。那么问题就来了,如果当初调用者没有使用 await 并且 所在线程释放回线程池了,上下文信息因为没有被保持下来,就获取不到了,这时候会抛出异常 未将对象引用设置到对象的实例,经过测试这个异常信息并不一定每次都会出现,原因和线程的释放有关,调用者所在线程的上下文信息存在就不会抛出异常。异常错误信息如下,这个异常最终会导致应用程序集停止。

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   在 System.Web.ThreadContext.AssociateWithCurrentThread(Boolean setImpersonationContext)
在 System.Web.HttpApplication.OnThreadEnterPrivate(Boolean setImpersonationContext)
在 System.Web.LegacyAspNetSynchronizationContext.CallCallbackPossiblyUnderLock(SendOrPostCallback callback, Object state)
在 System.Web.LegacyAspNetSynchronizationContext.CallCallback(SendOrPostCallback callback, Object state)
在 System.Web.LegacyAspNetSynchronizationContext.Post(SendOrPostCallback callback, Object state)
在 System.Threading.Tasks.SynchronizationContextAwaitTaskContinuation.PostAction(Object state)
在 System.Threading.Tasks.AwaitTaskContinuation.RunCallback(ContextCallback callback, Object state, Task& currentTask)
--- 引发异常的上一位置中堆栈跟踪的末尾 ---
在 System.Threading.Tasks.AwaitTaskContinuation.<>c.<ThrowAsyncIfNecessary>b__18_0(Object s)
在 System.Threading.QueueUserWorkItemCallback.WaitCallback_Context(Object state)
在 System.Threading.ExecutionContext.RunInternal(ExecutionContext executionContext, ContextCallback callback, Object state, Boolean preserveSyncCtx)
在 System.Threading.ExecutionContext.Run(ExecutionContext executionContext, ContextCallback callback, Object state, Boolean preserveSyncCtx)
在 System.Threading.QueueUserWorkItemCallback.System.Threading.IThreadPoolWorkItem.ExecuteWorkItem()
在 System.Threading.ThreadPoolWorkQueue.Dispatch()
在 System.Threading._ThreadPoolWaitCallback.PerformWaitCallback()

针对以上异常我们有什么方式可以解决呢?依然是ConfigureAwait(false),在 Task 上加上 ConfigureAwait(false),此设置代表当 async 中的异步任务完成后,不读取当时调用它的原线程的上下文信息,而是在线程池上下文中执行 async 方法的剩余部分。

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public static Task XXXAsync()
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await Task.Run(() =>
{
// some code

}).ConfigureAwait(false);
}

总结

  1. 尽量不混合使用同步和异步代码,要异步就异步到底;
  2. 善用 ConfigureAwait(false);

参考链接:

如果对你有帮助就好