如何从异步方法返回AggregateException

Question

我得到了一个像增强的Task.WhenAll一样工作的异步方法。当所有任务都完成时，它需要大量的任务和返回。

public async Task MyWhenAll(Task[] tasks) {
    ...
    await Something();
    ...

    // all tasks are completed
    if (someTasksFailed)
        throw ??
}

我的问题是，当一个或多个任务失败时，如何获得返回类似于Task.WhenAll返回的任务的方法？

如果我收集异常并抛出一个AggregateException，它将被包装在另一个AggregateException中。

编辑:完整示例

async Task Main() {
    try {
        Task.WhenAll(Throw(1), Throw(2)).Wait();
    }
    catch (Exception ex) {
        ex.Dump();
    }

    try {
        MyWhenAll(Throw(1), Throw(2)).Wait();
    }
    catch (Exception ex) {
        ex.Dump();
    }
}

public async Task MyWhenAll(Task t1, Task t2) {
    await Task.Delay(TimeSpan.FromMilliseconds(100));
    try {
        await Task.WhenAll(t1, t2);
    }
    catch {
        throw new AggregateException(new[] { t1.Exception, t2.Exception });
    }
}
public async Task Throw(int id) {
    await Task.Delay(TimeSpan.FromMilliseconds(100));
    throw new InvalidOperationException("Inner" + id);
}

对于Task.WhenAll，除2个内部异常外，AggregateException为例外。

对于MyWhenAll，异常是AggregateException，有一个内部AggregateException和两个内部异常。

编辑:为什么我要做这个

我经常需要调用分页API:s，并且希望限制同时连接的数量。

实际的方法签名是

public static async Task<TResult[]> AsParallelAsync<TResult>(this IEnumerable<Task<TResult>> source, int maxParallel)
public static async Task<TResult[]> AsParallelUntilAsync<TResult>(this IEnumerable<Task<TResult>> source, int maxParallel, Func<Task<TResult>, bool> predicate)

这意味着我可以像这样分页

var pagedRecords = await Enumerable.Range(1, int.MaxValue)
                                   .Select(x => GetRecordsAsync(pageSize: 1000, pageNumber: x)
                                   .AsParallelUntilAsync(maxParallel: 5, x => x.Result.Count < 1000);
var records = pagedRecords.SelectMany(x => x).ToList();

这一切都很好，聚合中的聚合只是一个小小的不便。

Answer 1

async方法只设计为返回任务上的每个集合--最多是单个异常，而不是多个。

这给您留下了两个选项，您可以先不使用async方法，而是依赖其他执行方法的方法：

public Task MyWhenAll(Task t1, Task t2)
{
    return Task.Delay(TimeSpan.FromMilliseconds(100))
        .ContinueWith(_ => Task.WhenAll(t1, t2))
        .Unwrap();
}

如果您有一个更复杂的方法，在不使用await的情况下很难编写，那么您需要打开嵌套的聚合异常，这虽然不是非常复杂，但却很繁琐：

    public static Task UnwrapAggregateException(this Task taskToUnwrap)
    {
        var tcs = new TaskCompletionSource<bool>();

        taskToUnwrap.ContinueWith(task =>
        {
            if (task.IsCanceled)
                tcs.SetCanceled();
            else if (task.IsFaulted)
            {
                if (task.Exception is AggregateException aggregateException)
                    tcs.SetException(Flatten(aggregateException));
                else
                    tcs.SetException(task.Exception);
            }
            else //successful
                tcs.SetResult(true);
        });

        IEnumerable<Exception> Flatten(AggregateException exception)
        {
            var stack = new Stack<AggregateException>();
            stack.Push(exception);
            while (stack.Any())
            {
                var next = stack.Pop();
                foreach (Exception inner in next.InnerExceptions)
                {
                    if (inner is AggregateException innerAggregate)
                        stack.Push(innerAggregate);
                    else
                        yield return inner;
                }
            }
        }

        return tcs.Task;
    }

Answer 2

使用TaskCompletionSource。

最外层的异常是由.Wait()或.Result创建的--这被记录为将存储在任务中的异常包装在AggregateException中(为了保存其堆栈跟踪--这是在创建ExceptionDispatchInfo之前引入的)。

但是，任务实际上可以包含许多异常。在这种情况下，.Wait()和.Result将抛出一个包含多个InnerExceptions的AggregateException。您可以通过TaskCompletionSource.SetException(IEnumerable exceptions)访问此功能。

因此，您不希望创建自己的AggregateException。在任务上设置多个异常，让.Wait()和.Result为您创建该AggregateException。

所以：

var tcs = new TaskCompletionSource<object>();
tcs.SetException(new[] { t1.Exception, t2.Exception });
return tcs.Task;

当然，如果然后调用await MyWhenAll(..)或MyWhenAll(..).GetAwaiter().GetResult()，那么它只会引发第一个异常。这与Task.WhenAll的行为相匹配。

这意味着您需要将tcs.Task作为方法的返回值传递，这意味着您的方法不能是async。最后，您会做一些像这样的丑事(从您的问题中调整示例代码)：

public static Task MyWhenAll(Task t1, Task t2)
{
    var tcs = new TaskCompletionSource<object>();
    var _ = Impl();
    return tcs.Task;

    async Task Impl()
    {
        await Task.Delay(10);
        try
        {
            await Task.WhenAll(t1, t2);
            tcs.SetResult(null);
        }
        catch
        {
            tcs.SetException(new[] { t1.Exception, t2.Exception });
        }
    }
}

不过，在这一点上，我开始询问为什么要这样做，以及为什么不能直接使用从Task.WhenAll返回的Task.WhenAll。

Answer 3

我删除了以前的答案，因为我找到了一个更简单的解决方案。此解决方案不涉及烦人的ContinueWith方法或TaskCompletionSource类型。其思想是从一个Task<Task>返回一个嵌套的局部函数，从外部容器函数返回一个Unwrap()。以下是这个想法的基本纲要：

public Task<T[]> GetAllAsync<T>()
{
    return LocalAsyncFunction().Unwrap();

    async Task<Task<T[]>> LocalAsyncFunction()
    {
        var tasks = new List<Task<T>>();
        // ...
        await SomethingAsync();
        // ...
        Task<T[]> whenAll = Task.WhenAll(tasks);
        return whenAll;
    }
}

GetAllAsync方法不是async。它将所有工作委托给LocalAsyncFunction (即async )，然后Unwrap对生成的嵌套任务进行赋值并返回它。未包装的任务在其.Exception.InnerExceptions属性中包含tasks的所有异常，因为它只是内部Task.WhenAll任务的外观。

让我们演示一下这个想法的一个更实际的实现。下面的AsParallelUntilAsync方法懒散地枚举source序列，并将其包含的项投影到Task<TResult>s，直到一个项满足predicate。它还限制了异步操作的并发性。困难在于枚举IEnumerable<TSource>也可能引发异常。在这种情况下，正确的行为是在传播枚举错误之前等待所有正在运行的任务，并返回包含枚举错误和可能同时发生的所有任务错误的AggregateException。以下是如何做到这一点：

public static Task<TResult[]> AsParallelUntilAsync<TSource, TResult>(
    this IEnumerable<TSource> source, Func<TSource, Task<TResult>> action,
    Func<TSource, bool> predicate, int maxConcurrency)
{
    return Implementation().Unwrap();

    async Task<Task<TResult[]>> Implementation()
    {
        var tasks = new List<Task<TResult>>();

        async Task<TResult> EnumerateAsync()
        {
            var semaphore = new SemaphoreSlim(maxConcurrency, maxConcurrency);
            using var enumerator = source.GetEnumerator();
            while (true)
            {
                await semaphore.WaitAsync();
                if (!enumerator.MoveNext()) break;
                var item = enumerator.Current;
                if (predicate(item)) break;

                async Task<TResult> RunAndRelease(TSource item)
                {
                    try { return await action(item); }
                    finally { semaphore.Release(); }
                }

                tasks.Add(RunAndRelease(item));
            }
            return default; // A dummy value that will never be returned
        }

        Task<TResult> enumerateTask = EnumerateAsync();

        try
        {
            await enumerateTask; // Make sure that the enumeration succeeded
            Task<TResult[]> whenAll = Task.WhenAll(tasks);
            await whenAll; // Make sure that all the tasks succeeded
            return whenAll;
        }
        catch
        {
            // Return a faulted task that contains ALL the errors!
            return Task.WhenAll(tasks.Prepend(enumerateTask));
        }
    }
}