ASP.NET MVC 如何在一個同步方法（非async）方法中等待async方法

本文轉載自查看原文 2015-08-26 14:05 4400 C#/ .NET/ 聚沙塔

問題

首先，在ASP.NET MVC 環境下對async返回的Task執行Wait()會導致線程死鎖。例：

        public ActionResult Asv2()
        {
            //dead lock
            var task = AssignValue2();
            task.Wait();
            return Content(_container);
        }
 
        private void Assign()
        {
            _container = "Hello World";
        }

        public async Task AssignValue2()
        {
            await Task.Delay(500);
            await Task.Run(() => Assign());
        }

這是由於async方法注冊的回調要求返回到調用async的線程——而在主線程（action方法所在線程）中又對Task執行了Wait()，相互等待，導致了死鎖。

Wait一個async方法是否一定導致死鎖（ASP.NET MVC）

否。Task類型的對象有一個ConfigureAwait方法，將參數置為false可以防止回調返回當前線程。但是有一個前提條件：async方法的調用鏈中的所有async方法都必須指定ConfigureAwait(false)。例：

        public async Task AssignValue2()
        {
            await Task.Delay(500);
            await Task.Run(() => Assign());
        }

        public async Task AssignValue()
        {
            await Task.Run(() => Assign()).ConfigureAwait(false);
        }

        public async Task Wrapped()
        {
            await AssignValue().ConfigureAwait(false);
        }

        public async Task Wrapped2()
        {
            await AssignValue2().ConfigureAwait(false);
        }

        public async Task Update()
        {
            await Task.Run(() => { _container = _container + "Hello "; });
        }

        public async Task Update2()
        {
            await Task.Run(() => { _container = _container + "World"; });
        }

        #region 基本調用

        /// <summary>
        /// 調用層次最深的異步方法（第一個調用的異步方法）不要求返回到主線程
        /// </summary>
        /// <returns></returns>
        public ActionResult Asv1()
        {
            var task = AssignValue();
            task.Wait();
            return Content(_container);
        }

        /// <summary>
        /// ...返回主線程
        /// </summary>
        /// <returns></returns>
        public ActionResult Asv2()
        {
            //dead lock
            var task = AssignValue2();
            task.Wait();
            return Content(_container);
        }

        /// <summary>
        /// 所有都不要求返回主線程
        /// </summary>
        /// <returns></returns>
        public ActionResult Wrp()
        {
            var task = Wrapped();
            task.Wait();
            return Content(_container);
        }

        /// <summary>
        /// 其中一個要求返回主線程
        /// </summary>
        /// <returns></returns>
        public ActionResult Wrp2()
        {
            //dead lock
            var task = Wrapped2();
            task.Wait();
            return Content(_container);
        }

        #endregion

對比

可以看到，在Asv()與Wrp()中，分別直接Wait了AssignValue()與Wrapped()返回的Task，並沒有造成死鎖。因為這兩個方法的調用鏈中的所有的async操作都被配置為不返回當前線程（Action所在線程）。另外兩個標記為2的對比方法則不然，結果也相反。

對async調用鏈的一點理解

首先，await之后的代碼，是作為回調，被注冊到一個Awaitor對象中。其次，async中的Task是被成為promised風格的，也就是，被await的async方法承諾：“我會來回調你后面的這些邏輯（不是現在）”。那么對於以下的偽代碼：

        public async Task A()
        {
            await Task.Run(() => { });
        }

        public async Task B()
        {
            await A();
            //B.L
        }

        public async Task C()
        {
            await B();
            //C.L
        }

如果我們調用了C()，運行期間的事情是：運行B()->運行A()，然后：將//B.L部分代碼注冊到A的回調當中->將//C.L部分代碼注冊到B的回調當中。也就是說，await之前的操作和注冊的操作都是在當前線程完成的。那么，如果沒有ConfigureAwait(false)，所有的回調操作都會期望返回到主線程。所以會導致各種線程死鎖。

總的來說，async這個關鍵字像是給C#開了點了新技能吧，以非常清新的方式就讓方法“天然”支持了異步（想想各種StartNew各種ContinueWith，嵌套層次一深的時候，那簡直...）。另外，ContinueWith會切換線程，也會帶來開銷。

在同步方法中Wait

async與await幾乎是自成體系的，只要await一個async方法，就會被要求將本方法標記為async，隨着不斷地接觸，個人感覺這是可以理解的（然而我解釋不來）。

根據上面的分析，之所以會導致線程鎖，主要原因是回調要求返回到調用線程（主線程），而作為一個同步方法，主線程必然是要等待的。所以解決方案也比較明確：想辦法別讓回調返回到主線程——即：在另外一個線程中調用async方法。先看看失敗的例子：

        #region 次線程創建，主線程wait
        //高概率 dead lock

        public ActionResult TcreateMwait()
        {
            Task task = null;
            Task.Run(() => { task = AssignValue2(); }).Wait();
            task.Wait();
            return Content(_container);
        }

        public ActionResult TcreateMunwait()
        {
            //主線程不等待的對比組
            Task task = null;
            Task.Run(() => { task = AssignValue2(); }).Wait();
            return Content(_container);
        }

        #endregion

我無法理解為何這個會失敗——肯定是我對Task以及線程的理解有問題，我回去補補課，這個先放這里。然后是成功的例子：

#region 次線程創建，次次線程wait（continue with），主線程wait次次線程

        public ActionResult Twait()
        {
            Task task = null;
            Task.Run(() => { task = AssignValue(); })
                .ContinueWith(token => task.Wait())
                .Wait();
            return Content(_container);
        }

        public ActionResult Twait2()
        {
            Task.Run(() => AssignValue2())
                .ContinueWith(task => { task.Wait(); })
                .Wait();
            return Content(_container);
        }

        public ActionResult Swait()
        {
            AsyncHelper.InvokeAndWait(AssignValue2);
            return Content(_container);
        }

        #endregion

然后，這里提供了一個輔助方法：

        public static void InvokeAndWait(Func<Task> asyncMethod)
        {
            Task.Run(() => asyncMethod())
                .ContinueWith(task => task.Wait())
                .Wait();
        }

小插曲：Resharp會提示你把()=>asyncMethod()直接使用asyncMethod代替，別信。

最后是對這個輔助方法的一些測試：

       #region waitsafely examples

        public ActionResult Inorder()
        {
            AsyncHelper.InvokeAndWait(Update);
            AsyncHelper.InvokeAndWait(Update2);
            return Content(_container);
        }

        public ActionResult NotInOrder()
        {
            AsyncHelper.InvokeAndWait(() => Task.WhenAll(Update(), Update2()));
            return Content(_container);
        }

        #endregion

最后，這里是使用的所有代碼，歡迎指點：

namespace Dpfb.Manage.Controllers
{
    public class AsyncsController : Controller
    {
        private void Assign()
        {
            _container = "Hello World";
        }

        private static string _container;

        protected override void OnActionExecuting(ActionExecutingContext filterContext)
        {
            _container = string.Empty;
        }

        public async Task AssignValue2()
        {
            await Task.Delay(500);
            await Task.Run(() => Assign());
        }

        public async Task AssignValue()
        {
            await Task.Run(() => Assign()).ConfigureAwait(false);
        }

        public async Task Wrapped()
        {
            await AssignValue().ConfigureAwait(false);
        }

        public async Task Wrapped2()
        {
            await AssignValue2().ConfigureAwait(false);
        }

        public async Task Update()
        {
            await Task.Run(() => { _container = _container + "Hello "; });
        }

        public async Task Update2()
        {
            await Task.Run(() => { _container = _container + "World"; });
        }

        #region 基本調用

        /// <summary>
        /// 調用層次最深的異步方法（第一個調用的異步方法）不要求返回到主線程
        /// </summary>
        /// <returns></returns>
        public ActionResult Asv1()
        {
            var task = AssignValue();
            task.Wait();
            return Content(_container);
        }

        /// <summary>
        /// ...返回主線程
        /// </summary>
        /// <returns></returns>
        public ActionResult Asv2()
        {
            //dead lock
            var task = AssignValue2();
            task.Wait();
            return Content(_container);
        }

        /// <summary>
        /// 所有都不要求返回主線程
        /// </summary>
        /// <returns></returns>
        public ActionResult Wrp()
        {
            var task = Wrapped();
            task.Wait();
            return Content(_container);
        }

        /// <summary>
        /// 其中一個要求返回主線程
        /// </summary>
        /// <returns></returns>
        public ActionResult Wrp2()
        {
            //dead lock
            var task = Wrapped2();
            task.Wait();
            return Content(_container);
        }

        #endregion

        #region 次線程創建，次次線程wait（continue with），主線程wait次次線程

        public ActionResult Twait()
        {
            Task task = null;
            Task.Run(() => { task = AssignValue(); })
                .ContinueWith(token => task.Wait())
                .Wait();
            return Content(_container);
        }

        public ActionResult Twait2()
        {
            Task.Run(() => AssignValue2())
                .ContinueWith(task => { task.Wait(); })
                .Wait();
            return Content(_container);
        }

        public ActionResult Swait()
        {
            AsyncHelper.InvokeAndWait(AssignValue2);
            return Content(_container);
        }

        #endregion

        #region 次線程創建，主線程wait
        //高概率 dead lock

        public ActionResult TcreateMwait()
        {
            Task task = null;
            Task.Run(() => { task = AssignValue2(); }).Wait();
            task.Wait();
            return Content(_container);
        }

        public ActionResult TcreateMunwait()
        {
            //主線程不等待的對比組
            Task task = null;
            Task.Run(() => { task = AssignValue2(); }).Wait();
            return Content(_container);
        }

        #endregion

        #region waitsafely examples

        public ActionResult Inorder()
        {
            AsyncHelper.InvokeAndWait(Update);
            AsyncHelper.InvokeAndWait(Update2);
            return Content(_container);
        }

        public ActionResult NotInOrder()
        {
            AsyncHelper.InvokeAndWait(() => Task.WhenAll(Update(), Update2()));
            return Content(_container);
        }

        #endregion


        public async Task A()
        {
            await Task.Run(() => { });
        }

        public async Task B()
        {
            await A();
            //B.L
        }

        public async Task C()
        {
            await B();
            //C.L
        }
    }
}

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