我怎样才能等待一系列任务并停止等待第一个异常？

Question

我有一系列任务，我正在等待 Task.WhenAll。我的任务经常失败，在这种情况下，我会用一个消息框通知用户，以便她可以重试。我的问题是报告错误会延迟到所有任务完成。相反，我想在第一个任务抛出异常时立即通知用户。换句话说，我想要一个快速失败的 Task.WhenAll 版本。由于不存在这样的内置方法，我尝试自己制作，但我的实现并不像我想要的那样。这是我想出的：

public static async Task<TResult[]> WhenAllFailFast<TResult>(
    params Task<TResult>[] tasks)
{
    foreach (var task in tasks)
    {
        await task.ConfigureAwait(false);
    }
    return await Task.WhenAll(tasks).ConfigureAwait(false);
}

这通常比原生 Task.WhenAll 抛出速度更快，但通常不够快。在任务 #1 完成之前，不会观察到故障任务 #2。我怎样才能改进它，让它尽快失败？

更新： 关于取消，现在不在我的要求范围内，但可以说为了保持一致性，第一个取消的任务应该立即停止等待。在这种情况下，从 WhenAllFailFast 返回的组合任务应该具有 Status == TaskStatus.Canceled.

澄清：取消场景是关于用户单击取消按钮停止任务完成。不是在异常情况下自动取消未完成的任务。

Answer 1

您最好的选择是使用 TaskCompletionSource 构建您的 WhenAllFailFast 方法。您可以 .ContinueWith() 每个具有同步延续的输入任务，当任务以故障状态结束时（使用相同的异常对象）使 TCS 出错。

可能类似于（未完全测试）：

using System;
using System.Threading;
using System.Threading.Tasks;

namespace Whosebug
{
    class Program
    {
        static async Task Main(string[] args)
        {

            var cts = new CancellationTokenSource();
            cts.Cancel();
            var arr = await WhenAllFastFail(
                Task.FromResult(42),
                Task.Delay(2000).ContinueWith<int>(t => throw new Exception("ouch")),
                Task.FromCanceled<int>(cts.Token));

            Console.WriteLine("Hello World!");
        }

        public static Task<TResult[]> WhenAllFastFail<TResult>(params Task<TResult>[] tasks)
        {
            if (tasks is null || tasks.Length == 0) return Task.FromResult(Array.Empty<TResult>());

            // defensive copy.
            var defensive = tasks.Clone() as Task<TResult>[];

            var tcs = new TaskCompletionSource<TResult[]>();
            var remaining = defensive.Length;

            Action<Task> check = t =>
            {
                switch (t.Status)
                {
                    case TaskStatus.Faulted:
                        // we 'try' as some other task may beat us to the punch.
                        tcs.TrySetException(t.Exception.InnerException);
                        break;
                    case TaskStatus.Canceled:
                        // we 'try' as some other task may beat us to the punch.
                        tcs.TrySetCanceled();
                        break;
                    default:

                        // we can safely set here as no other task remains to run.
                        if (Interlocked.Decrement(ref remaining) == 0)
                        {
                            // get the results into an array.
                            var results = new TResult[defensive.Length];
                            for (var i = 0; i < tasks.Length; ++i) results[i] = defensive[i].Result;
                            tcs.SetResult(results);
                        }
                        break;
                }
            };

            foreach (var task in defensive)
            {
                task.ContinueWith(check, default, TaskContinuationOptions.ExecuteSynchronously, TaskScheduler.Default);
            }

            return tcs.Task;
        }
    }
}

编辑：解包 AggregateException，取消支持，return 结果数组。防御数组突变、null 和空。显式 TaskScheduler。

Answer 2

您的循环以伪串行方式等待每个任务，因此它会等待任务 1 完成，然后再检查任务 2 是否失败。

您可能会发现这篇文章对第一次失败后中止的模式很有帮助：http://gigi.nullneuron.net/gigilabs/patterns-for-asynchronous-composite-tasks-in-c/

    public static async Task<TResult[]> WhenAllFailFast<TResult>(
        params Task<TResult>[] tasks)
    {
        var taskList = tasks.ToList();
        while (taskList.Count > 0)
        {
            var task = await Task.WhenAny(taskList).ConfigureAwait(false);
            if(task.Exception != null)
            {
                // Left as an exercise for the reader: 
                // properly unwrap the AggregateException; 
                // handle the exception(s);
                // cancel the other running tasks.
                throw task.Exception.InnerException;           
            }

            taskList.Remove(task);
        }
        return await Task.WhenAll(tasks).ConfigureAwait(false);
     }

Answer 3

我最近再次需要 WhenAllFailFast 方法，我修改了@ZaldronGG 的以使其性能更高（并且更符合 Stephen Cleary 的建议）。下面的实现在我的 PC 中每秒处理大约 3,500,000 个任务。

public static Task<TResult[]> WhenAllFailFast<TResult>(params Task<TResult>[] tasks)
{
    if (tasks is null) throw new ArgumentNullException(nameof(tasks));
    if (tasks.Length == 0) return Task.FromResult(new TResult[0]);

    var results = new TResult[tasks.Length];
    var remaining = tasks.Length;
    var tcs = new TaskCompletionSource<TResult[]>(
        TaskCreationOptions.RunContinuationsAsynchronously);

    for (int i = 0; i < tasks.Length; i++)
    {
        var task = tasks[i];
        if (task == null) throw new ArgumentException(
            $"The {nameof(tasks)} argument included a null value.", nameof(tasks));
        HandleCompletion(task, i);
    }
    return tcs.Task;

    async void HandleCompletion(Task<TResult> task, int index)
    {
        try
        {
            var result = await task.ConfigureAwait(false);
            results[index] = result;
            if (Interlocked.Decrement(ref remaining) == 0)
            {
                tcs.TrySetResult(results);
            }
        }
        catch (OperationCanceledException)
        {
            tcs.TrySetCanceled();
        }
        catch (Exception ex)
        {
            tcs.TrySetException(ex);
        }
    }
}

Answer 4

我要为这个问题再添加一个答案，不是因为我找到了更快的解决方案，而是因为我现在对在未知 [=12= 上启动多个 async void 操作有点怀疑].我在这里提出的解决方案要慢得多。它比@ZaldronGG 的 , and about 10 times slower than my previous 实现慢了大约 3 倍。它的优点是，在返回的 Task<TResult[]> 完成后，它不会泄漏附加在观察到的任务上的即发即弃的延续。当这个任务完成时，所有由WhenAllFailFast 方法内部创建的continuations 都被清除了。 API 的理想行为是普遍的，但在许多情况下它可能并不重要。

public static Task<TResult[]> WhenAllFailFast<TResult>(params Task<TResult>[] tasks)
{
    if (tasks == null) throw new ArgumentNullException(nameof(tasks));

    var cts = new CancellationTokenSource();
    Task<TResult> failedTask = null;
    var continuationAction = new Action<Task<TResult>>(task =>
    {
        if (!task.IsCompletedSuccessfully)
            if (Interlocked.CompareExchange(ref failedTask, task, null) == null)
                cts.Cancel();
    });
    var continuations = tasks.Select(task => task.ContinueWith(continuationAction,
        cts.Token, TaskContinuationOptions.ExecuteSynchronously, TaskScheduler.Default));

    return Task.WhenAll(continuations).ContinueWith(_ =>
    {
        cts.Dispose();
        if (failedTask != null) return Task.WhenAll(failedTask);
        // At this point all the tasks are completed successfully
        return Task.WhenAll(tasks);
    }, TaskScheduler.Default).Unwrap();
}

此实现与 ZaldronGG 的实现类似，它在每个任务上附加一个延续，不同之处在于这些延续是可取消的，并且当观察到第一个不成功的任务时，它们会被整体取消。它还使用了我最近发现的，它消除了手动完成 TaskCompletionSource<TResult[]> 实例的需要，通常实现简洁。

我怎样才能等待一系列任务并停止等待第一个异常？

How can I await an array of tasks and stop waiting on first exception?

.net

c#

task-parallel-library

async-await