在同步函数中进行异步调用

Question

我正在尝试异步地填充我的缓存

static ConcurrentDictionary<string, string[]> data = new ConcurrentDictionary<string, string[]>();

public static async Task<string[]> GetStuffAsync(string key)
{
    return data.GetOrAdd(key, async (x) => {
        return await LoadAsync(x);
    });
}

static async Task<string[]> LoadAsync(string key) {....}

但是这给了我一个错误：

无法将异步 lambda 表达式转换为委托类型 "System.Func"。

异步 lambda 表达式可能返回 void、Task 或 Task<T>，其中没有任何一种可转换为 "System.Func"。

据我所知，这是因为 GetOrAdd() 不是异步的。我该如何解决这个问题？

更新：评论区中建议使用LazyAsync，这在我的简单示例中可以工作。或者，像这样的解决办法（可以接受它引入的一些开销）:

public static async Task<string[]> GetStuffAsync(string key)
{
    string[] d = null;
    if (!data.ContainsKey(key))
        d = await LoadAsync(key);
    return data.GetOrAdd(key, d);
}

问题是，微软是否没有时间更新所有接口以支持异步，还是我在做一些深层次的错误尝试（ConcurrentDictionary 不应该有 GetOrAddAsync()）？

- UserControl

---

不是答案，但或许对你有趣：你看过AsyncLazy吗？ - default

好的，你不能使用你现有的接口来完成它。await只在异步层之间起作用，而你缺少了一个 - GetOrAdd方法本身。你需要一个自己本身就是异步的版本，并等待整个GetOrAdd方法（注意，你现在实际上并没有这样做 - 这是另一个问题）。不幸的是，这意味着要编写自己的ConcurrentDictionary，这会很痛苦。 - Luaan

@UserControl 你的假设是正确的。async/await 的整个目标就是简化异步代码，它适用于异步方法(API)，但不适用于非异步的API。你试图异步访问同步API，这实际上是没有意义的。好吧，如果你对我的答案还不满意，你可以在你的GetStuffAsync版本2上多做一些工作，使其线程安全，那应该就没问题了。 - Sriram Sakthivel

https://dev59.com/C2Ei5IYBdhLWcg3wHJER - UserControl

@UserControl：你如何使用AsyncLazy来解决你的问题？我无法弄清楚如何神奇地避免编译错误？ - sonatique

Answer 1

异步方法（或 lambda 表达式）只能返回 void、Task 或者 Task<T>，但是你的 lambda 返回的是 string[]，因此编译器会阻止你进行操作。

await 关键字在 Task 已经完成时被优化为继续同步执行。因此，一种选择是将 Task 本身存储在字典中，不必担心再次等待已完成的 Task。

private static ConcurrentDictionary<string, Task<string[]>> data =
    new ConcurrentDictionary<string, Task<string[]>>();

public static Task<string[]> GetStuffAsync(string key)
{
    return data.GetOrAdd(key, LoadAsync);
}

而当你这样做时

var item = await GetStuffAsync(...);

第一次它将等待缓存的任务完成--然后它将继续同步执行。

当LoadAsync失败时，您需要考虑应该发生什么。因为我们正在缓存LoadAsync返回的任务;如果它失败了，我们会愚蠢地缓存失败的任务。您可能需要处理这个问题。

- Sriram Sakthivel

---

你可以直接写 x => LoadAsync(x)，而不是写成 async (x) => await LoadAsync(x)。它们是同一个方法。 - Servy

实际上，你甚至可以写成 return data.GetOrAdd(key, LoadAsync); :) - UserControl

@UserControl 哦，你说得对。感谢委托的隐式转换 :) 我也更新了我的答案。 - Sriram Sakthivel

这种方法的一个缺点是，如果任务失败一次（可能是由于网络错误），ConcurrentDictionary条目将是一个每当等待它时都会抛出异常的任务。在这种情况下，您可能需要一些额外的逻辑来使缓存条目无效。 - StriplingWarrior

@StriplingWarrior 很好的观点，我也在我的答案中加入了这个备注。可以通过在返回任务（刚创建的任务）之前设置一个故障继续来处理它，然后从缓存中删除它。 - Sriram Sakthivel