从异步中捕获未处理的异常

Question

当一个被等待执行的异步方法抛出异常时，该异常会被存储起来并且延迟抛出。在WinForms或WPF应用程序中，它使用 SynchronizationContext.Current 来推迟抛出异常。然而，在控制台应用程序等应用程序中，它会在线程池上抛出异常并使应用程序崩溃。

如何防止从异步方法抛出的异常导致应用程序崩溃？

编辑：

显然，我所描述的问题是因为我有 void async 方法。请查看评论。

- Pieter van Ginkel

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如果等待异步方法，则异常会在等待它的代码中抛出。仅当方法返回void时，未处理的异常才会以这种方式运行。这是尽可能避免使用async void方法的原因。 - svick

async void 方法会产生确定性行为；如果调用返回 Task 的函数时发生异常并且不等待该任务，那么在未来某个半随机时间点上，当垃圾回收器运行时，将引发 UnobservedTaskException 事件，如果什么都不做，则程序会静默继续，好像一切正常。问题不在于 async void 方法，它们只是暴露了真正的问题。如果您从 async 方法中不调用返回 Task 的函数，则很有可能您正在做一些错误的事情。 - user743382

顺便说一下，只有在一些特殊的情况下才可以放弃异常处理（不是恶意），但这种情况并不常见。 - user743382

@hvd：事件处理程序必须是void类型。为什么UnobservedTaskException在这里不是问题？ - Pieter van Ginkel

@hvd: 好的，不是"随机"。:) 不过我对于async void的必要性持有异议。如果你需要一个async事件处理程序（通常在UI应用程序中），那么你会使用它，但其他情况下则不需要。ASP.NET WebAPI和MVC将大多数顶级入口点提供为async Task。对于op的情况（控制台应用程序），我仍然更喜欢async Task而不是async void。 - Stephen Cleary

Answer 1

如何避免异步方法抛出的异常导致应用程序崩溃？

请遵循以下最佳实践：

1. 所有异步方法应该返回Task或Task<T>，除非它们必须返回void（例如，事件处理程序）。

2. 在某个时刻，您应该await所有从异步方法返回的Task。唯一不这样做的原因是如果您不再关心操作的结果（例如，在取消后）。

3. 如果您需要捕获异步void事件处理程序中的异常，则在事件处理程序中捕获它-就像在同步代码中所做的那样。

您可能会发现我的async / await intro post有所帮助；我在那里涵盖了其他几个最佳实践。

- Stephen Cleary

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жҲ‘жҳҺзҷҪжҲ‘йҒҮеҲ°зҡ„й—®йўҳжҳҜеӣ дёәжҲ‘жңүvoid asyncж–№жі•гҖӮдҪҶжҳҜпјҢиҝҷжҳҜеҗҰж„Ҹе‘ізқҖжҲ‘жҸҸиҝ°зҡ„й—®йўҳд№ҹдјҡеҸ‘з”ҹеңЁдәӢ件еӨ„зҗҶзЁӢеәҸдёӯпјҹ - Pieter van Ginkel

是的，再强调一下第三点，如果您有一个async void事件处理程序，您可能希望在该事件处理程序内部捕获异常。同步事件处理程序将具有完全相同的问题-如果异常在线程池线程上运行时逃逸，它将使应用程序崩溃。 - Stephen Cleary

除了异常被路由到调用异步方法时捕获的“同步上下文”之外，其他都一样。在WinForms/WPF应用程序中，大多数情况下，这将是正确的同步上下文，因为事件很可能是从UI线程启动的。它看起来与事件不是“异步”时发生的情况并没有太大的区别。 - Pieter van Ginkel

SynchronizationContext路由是为了模拟同步事件处理程序的行为。来自同步事件处理程序和async void事件处理程序的异常最终都会进入上下文中。无论上下文是UI、ASP.NET还是线程池，这一点都是正确的。 - Stephen Cleary

谢谢！线程同步可能会解决问题，但这是正确/预期的方式。 - Rushui Guan

Answer 2

当启动 async 方法时，它会捕获当前的同步上下文。解决这个问题的方法是创建自己的同步上下文，它能捕获异常。

关键在于同步上下文将回调发布到线程池，但是需要使用 try/catch 将其包装：

public class AsyncSynchronizationContext : SynchronizationContext
{
    public override void Send(SendOrPostCallback d, object state)
    {
        try
        {
            d(state);
        }
        catch (Exception ex)
        {
            // Put your exception handling logic here.

            Console.WriteLine(ex.Message);
        }
    }

    public override void Post(SendOrPostCallback d, object state)
    {
        try
        {
            d(state);
        }
        catch (Exception ex)
        {
            // Put your exception handling logic here.

            Console.WriteLine(ex.Message);
        }
    }
}

在上述的catch中，您可以放置异常处理逻辑。

接下来，在每个线程上（SynchronizationContext.Current是[ThreadStatic]），如果要使用此机制执行async方法，则必须设置当前同步上下文：

SynchronizationContext.SetSynchronizationContext(new AsyncSynchronizationContext());

完整的Main示例：

class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        SynchronizationContext.SetSynchronizationContext(new AsyncSynchronizationContext());

        ExecuteAsyncMethod();

        Console.ReadKey();
    }

    private static async void ExecuteAsyncMethod()
    {
        await AsyncMethod();
    }

    private static async Task AsyncMethod()
    {
        throw new Exception("Exception from async");
    }
}

- Pieter van Ginkel

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抱歉，我没有看到您的SynchronizationContext在哪里将任何内容发布到线程池 - 就我所见，它所做的只是立即在调用线程上执行函数并返回。 - Rafael Munitić