使用TPL数据流块处理异常

Question

我有一个简单的tpl数据流，它基本上完成了一些任务。我注意到，当在任何数据块中出现异常时，它都不会在最初的父块调用者中被捕获。我添加了一些手动代码来检查异常，但似乎不是正确的方法。

if (readBlock.Completion.Exception != null
    || saveBlockJoinedProcess.Completion.Exception != null
    || processBlock1.Completion.Exception != null
    || processBlock2.Completion.Exception != null)
{
    throw readBlock.Completion.Exception;
}

我在网上看了看什么是建议的方法，但没有看到任何明显的东西。因此，我在下面创建了一些示例代码，并希望获得一些更好的解决方案的指导：

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading;
using System.Threading.Tasks;
using System.Threading.Tasks.Dataflow;

namespace TPLDataflow
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            try
            {
                //ProcessB();
                ProcessA();
            }
            catch (Exception e)
            {
                Console.WriteLine("Exception in Process!");
                throw new Exception($"exception:{e}");
            }
            Console.WriteLine("Processing complete!");
            Console.ReadLine();
        }

        private static void ProcessB()
        {
            Task.WhenAll(Task.Run(() => DoSomething(1, "ProcessB"))).Wait();
        }

        private static void ProcessA()
        {
            var random = new Random();
            var readBlock = new TransformBlock<int, int>(x =>
            {
                try { return DoSomething(x, "readBlock"); }
                catch (Exception e) { throw e; }
            }); //1

            var braodcastBlock = new BroadcastBlock<int>(i => i); // ⬅ Here

            var processBlock1 = new TransformBlock<int, int>(x =>
                DoSomethingAsync(5, "processBlock1")); //2
            var processBlock2 = new TransformBlock<int, int>(x =>
                DoSomethingAsync(2, "processBlock2")); //3

            //var saveBlock =
            //    new ActionBlock<int>(
            //    x => Save(x)); //4

            var saveBlockJoinedProcess =
                new ActionBlock<Tuple<int, int>>(
                x => SaveJoined(x.Item1, x.Item2)); //4

            var saveBlockJoin = new JoinBlock<int, int>();

            readBlock.LinkTo(braodcastBlock, new DataflowLinkOptions
                { PropagateCompletion = true });

            braodcastBlock.LinkTo(processBlock1,
                new DataflowLinkOptions { PropagateCompletion = true }); //5

            braodcastBlock.LinkTo(processBlock2,
                new DataflowLinkOptions { PropagateCompletion = true }); //6


            processBlock1.LinkTo(
                saveBlockJoin.Target1); //7

            processBlock2.LinkTo(
                saveBlockJoin.Target2); //8

            saveBlockJoin.LinkTo(saveBlockJoinedProcess,
                new DataflowLinkOptions { PropagateCompletion = true });

            readBlock.Post(1); //10
                               //readBlock.Post(2); //10

            Task.WhenAll(processBlock1.Completion,processBlock2.Completion)
                .ContinueWith(_ => saveBlockJoin.Complete());

            readBlock.Complete(); //12
            saveBlockJoinedProcess.Completion.Wait(); //13
            if (readBlock.Completion.Exception != null
                || saveBlockJoinedProcess.Completion.Exception != null
                || processBlock1.Completion.Exception != null
                || processBlock2.Completion.Exception != null)
            {
                throw readBlock.Completion.Exception;
            }
        }
        private static int DoSomething(int i, string method)
        {
            Console.WriteLine($"Do Something, callng method : { method}");
            throw new Exception("Fake Exception!");
            return i;
        }
        private static async Task<int> DoSomethingAsync(int i, string method)
        {
            Console.WriteLine($"Do SomethingAsync");
            throw new Exception("Fake Exception!");
            await Task.Delay(new TimeSpan(0, 0, i));
            Console.WriteLine($"Do Something : {i}, callng method : { method}");
            return i;
        }
        private static void Save(int x)
        {

            Console.WriteLine("Save!");
        }
        private static void SaveJoined(int x, int y)
        {
            Thread.Sleep(new TimeSpan(0, 0, 10));
            Console.WriteLine("Save Joined!");
        }
    }
}

Answer 1

我在网上看了一下建议的方法，但没有看到任何明显的东西。

如果您有管道(或多或少)，那么常用的方法是使用PropagateCompletion关闭管道。如果您有更复杂的拓扑，那么您将需要手动完成块。

在您的示例中，您尝试在此处进行传播：

Task.WhenAll(
    processBlock1.Completion,
    processBlock2.Completion)
    .ContinueWith(_ => saveBlockJoin.Complete());

但此代码不会传播异常。当processBlock1.Completion和processBlock2.Completion都完成时，表示saveBlockJoin已成功完成。

一个更好的解决方案是使用await而不是ContinueWith

async Task PropagateToSaveBlockJoin()
{
    try
    {
        await Task.WhenAll(processBlock1.Completion, processBlock2.Completion);
        saveBlockJoin.Complete();
    }
    catch (Exception ex)
    {
        ((IDataflowBlock)saveBlockJoin).Fault(ex);
    }
}
_ = PropagateToSaveBlockJoin();

使用await鼓励您处理异常，方法是将异常传递给Fault以传播异常。

Answer 2

在开箱即用的TPL数据流中，不支持在管道中向后传播错误，当块具有有限容量时，这尤其令人恼火。在这种情况下，下游块中的错误可能导致其前面的块无限期地阻塞。我知道的唯一解决方案是使用取消功能，并在任何人失败的情况下取消所有块。下面是如何做到这一点的。首先创建一个CancellationTokenSource

var cts = new CancellationTokenSource();

然后一个接一个地创建块，在所有块的选项中嵌入相同的CancellationToken：

var options = new ExecutionDataflowBlockOptions()
    { BoundedCapacity = 10, CancellationToken = cts.Token };

var block1 = new TransformBlock<double, double>(Math.Sqrt, options);
var block2 = new ActionBlock<double>(Console.WriteLine, options);

然后将块链接在一起，包括PropagateCompletion设置：

block1.LinkTo(block2, new DataflowLinkOptions { PropagateCompletion = true });

最后，在异常情况下，使用扩展方法触发CancellationTokenSource的取消：

block1.OnFaultedCancel(cts);
block2.OnFaultedCancel(cts);

OnFaultedCancel扩展方法如下所示：

public static class DataflowExtensions
{
    public static void OnFaultedCancel(this IDataflowBlock dataflowBlock,
        CancellationTokenSource cts)
    {
        dataflowBlock.Completion.ContinueWith(_ => cts.Cancel(), default,
            TaskContinuationOptions.OnlyOnFaulted |
            TaskContinuationOptions.ExecuteSynchronously, TaskScheduler.Default);
    }
}

Answer 3

乍一看，如果只有一些次要的要点(不看你的架构)。在我看来，你混合了一些新的和一些旧的结构。还有一些代码部分是不必要的。

例如：

private static void ProcessB()
{
    Task.WhenAll(Task.Run(() => DoSomething(1, "ProcessB"))).Wait();
}

使用Wait()-method，如果发生任何异常，它们将被包装在一个System.AggregateException中。在我看来，这样更好：

private static async Task ProcessBAsync()
{
    await Task.Run(() => DoSomething(1, "ProcessB"));
}

使用async-await时，如果发生异常，await语句将重新抛出包装在System.AggregateException中的第一个异常。这允许您尝试捕获具体的异常类型，并只处理您真正可以处理的情况。

另一件事是你代码的这一部分：

private static void ProcessA()
        {
            var random = new Random();
            var readBlock = new TransformBlock<int, int>(
                    x => 
                    { 
                    try { return DoSomething(x, "readBlock"); } 
                    catch (Exception e) 
                    { 
                    throw e; 
                    } 
                    },
                    new ExecutionDataflowBlockOptions { MaxDegreeOfParallelism = 1 }); //1

为什么捕获异常只是为了重新抛出它？在这种情况下，try-catch是多余的。

这是这里：

private static void SaveJoined(int x, int y)
{
    Thread.Sleep(new TimeSpan(0, 0, 10));
    Console.WriteLine("Save Joined!");
}

使用await Task.Delay(....)要好得多。使用Task.Delay(...)，您的应用程序不会冻结。