导致死锁的异步/等待示例

Question

我遇到了一些使用 c# 的async / await关键字进行异步编程的最佳实践（我是 c# 5.0 的新手）。

给出的建议之一如下：

稳定性：了解您的同步上下文

...一些同步上下文是不可重入的和单线程的。 这意味着在给定时间只能在上下文中执行一个工作单元。 这方面的一个示例是 Windows UI 线程或 ASP.NET 请求上下文。 在这些单线程同步上下文中，很容易让自己陷入死锁。 如果您从单线程上下文中生成任务，然后在上下文中等待该任务，您的等待代码可能会阻塞后台任务。

public ActionResult ActionAsync()
{
    // DEADLOCK: this blocks on the async task
    var data = GetDataAsync().Result;

    return View(data);
}

private async Task<string> GetDataAsync()
{
    // a very simple async method
    var result = await MyWebService.GetDataAsync();
    return result.ToString();
}

如果我尝试自己剖析它，主线程会在MyWebService.GetDataAsync(); ，但由于主线程在那里等待，它在GetDataAsync().Result中等待结果。 同时，说数据准备好了。 为什么主线程不继续它的延续逻辑并从GetDataAsync()返回字符串结果？

有人可以解释一下为什么上面的例子中会出现死锁吗？ 我完全不知道问题是什么......

Answer 1

看看这个例子，斯蒂芬给你一个明确的答案：

所以这就是发生的事情，从顶级方法开始（ Button1_Click用于 UI / MyController.Get用于 ASP.NET）：

1. 顶级方法调用GetJsonAsync （在 UI/ASP.NET 上下文中）。

2. GetJsonAsync通过调用HttpClient.GetStringAsync （仍在上下文中）启动 REST 请求。

3. GetStringAsync返回未完成的Task ，表示 REST 请求未完成。

4. GetJsonAsync等待GetStringAsync返回的Task 。 上下文被捕获并将用于稍后继续运行GetJsonAsync方法。 GetJsonAsync返回未完成的Task ，表示GetJsonAsync方法未完成。

5. 顶级方法在GetJsonAsync返回的Task上同步阻塞。 这会阻塞上下文线程。

6. ...最终，REST 请求将完成。 这完成了由GetStringAsync返回的Task 。

7. GetJsonAsync的延续现在已准备好运行，它等待上下文可用，以便可以在上下文中执行。

8. 死锁。 顶级方法正在阻塞上下文线程，等待GetJsonAsync完成，而GetJsonAsync正在等待上下文空闲以便它可以完成。 对于 UI 示例，“上下文”是 UI 上下文； 对于 ASP.NET 示例，“上下文”是 ASP.NET 请求上下文。 这种类型的死锁可能是由任一“上下文”引起的。

您应该阅读的另一个链接： 等待、UI 和死锁！ 天啊！

Answer 2

• 事实 1： GetDataAsync().Result; 将在GetDataAsync()返回的任务完成时运行，同时它会阻塞 UI 线程
• 事实 2：等待的延续（ return result.ToString() ）排队到 UI 线程执行
• 事实 3： GetDataAsync()返回的任务将在其排队的延续运行时完成
• 事实 4：排队的延续永远不会运行，因为 UI 线程被阻塞（事实 1）

僵局！

可以通过提供的替代方案来打破僵局，以避免事实 1 或事实 2。

• 修复 1：避免 1,4。 使用var data = await GetDataAsync()代替阻塞 UI 线程，它允许 UI 线程继续运行
• 修复 2：避免 2,3。 将等待的延续排队到未阻塞的不同线程，例如使用var data = Task.Run(GetDataAsync).Result ，这会将延续发布到线程池线程的同步上下文。 这允许GetDataAsync()返回的任务完成。

这在Stephen Toub 的一篇文章中得到了很好的解释，大约在他使用DelayAsync()示例的一半的地方。

Answer 3

我只是在 ASP.NET MVC 项目中再次摆弄这个问题。 当您想从PartialView调用async方法时，不允许将PartialView设为async 。 如果你这样做，你会得到一个例外。

在要从同步方法调用async方法的场景中，您可以使用以下简单的解决方法：

1. 在调用之前，清除SynchronizationContext
2. 调用吧，这里不会再出现死锁了，等它结束
3. 恢复SynchronizationContext

例子：

public ActionResult DisplayUserInfo(string userName)
{
    // trick to prevent deadlocks of calling async method 
    // and waiting for on a sync UI thread.
    var syncContext = SynchronizationContext.Current;
    SynchronizationContext.SetSynchronizationContext(null);

    //  this is the async call, wait for the result (!)
    var model = _asyncService.GetUserInfo(Username).Result;

    // restore the context
    SynchronizationContext.SetSynchronizationContext(syncContext);

    return PartialView("_UserInfo", model);
}

Answer 4

另一个要点是你不应该阻塞任务，并且一直使用异步来防止死锁。 那么这将是所有异步而不是同步阻塞。

public async Task<ActionResult> ActionAsync()
{

    var data = await GetDataAsync();

    return View(data);
}

private async Task<string> GetDataAsync()
{
    // a very simple async method
    var result = await MyWebService.GetDataAsync();
    return result.ToString();
}

Answer 5

我想到的一个解决方法是在询问结果之前对任务使用Join扩展方法。

代码如下所示：

public ActionResult ActionAsync()
{
  var task = GetDataAsync();
  task.Join();
  var data = task.Result;

  return View(data);
}

join方法在哪里：

public static class TaskExtensions
{
    public static void Join(this Task task)
    {
        var currentDispatcher = Dispatcher.CurrentDispatcher;
        while (!task.IsCompleted)
        {
            // Make the dispatcher allow this thread to work on other things
            currentDispatcher.Invoke(delegate { }, DispatcherPriority.SystemIdle);
        }
    }
}

我对这个领域的了解还不够，看不到这个解决方案的缺点（如果有的话）