C＃AsyncEnumerable运行/等待多个任务从未完成

Question

我想要一个接收Task<bool>并在X任务中运行的函数。

为此，我编写了以下代码：

public static class RetryComponent
{
    public static async Task RunTasks(Func<Task<bool>> action, int tasks, int retries, string method)
    {
        // Running everything
        var tasksPool = Enumerable.Range(0, tasks).Select(i => DoWithRetries(action, retries, method)).ToArray();
        await Task.WhenAll(tasksPool);
    }

    private static async Task<bool> DoWithRetries(Func<Task<bool>> action, int retryCount, string method)
    {
        while (true)
        {
            if (retryCount <= 0)
                return false;

            try
            {
                bool res = await action();
                if (res)
                    return true;
            }
            catch (Exception e)
            {
                // Log it
            }

            retryCount--;
            await Task.Delay(200); // retry in 200
        }
    }
}

和以下执行代码：

BlockingCollection<int> ints = new BlockingCollection<int>();
foreach (int i in Enumerable.Range(0, 100000))
{
    ints.Add(i);
}
ints.CompleteAdding();

int taskId = 0;
var enumerable = new AsyncEnumerable<int>(async yield =>
{
    await RetryComponent.RunTasks(async () =>
    {
        try
        {
            int myTaskId = Interlocked.Increment(ref taskId);

            // usually there are async/await operations inside the while loop, this is just an example

            while (!ints.IsCompleted)
            {
                int number = ints.Take();

                Console.WriteLine($"Task {myTaskId}: {number}");
                await yield.ReturnAsync(number);
            }
        }
        catch (InvalidOperationException)
        {
            return true;
        }
        catch (Exception e)
        {
            Console.WriteLine(e);
            throw;
        }

        return true;
    }, 10, 1, MethodBase.GetCurrentMethod().Name);
});

await enumerable.ForEachAsync(number =>
{
    Console.WriteLine(number);
});

其中AsyncEnumerable来自System.Collections.Async 。

控制台显示任务10：X（其中x是列表中的数字..）。

当我删除AsyncEnumerable一切都按预期工作（所有任务都在打印中并且执行结束）。由于某种原因（我找不到很长时间），使用AsyncEnumerable破坏一切（在我的主代码中，我需要它来使用AsyncEnumerable ..可伸缩性内容..）意味着代码永远不会停止，只有最后一个任务（10）正在打印。 当我添加更多日志时，我看到任务1-9永远不会完成。

因此，为了弄清楚事情，我想让多个任务执行异步操作，并将结果产生给充当管道的单个AsyncEnumerable对象。 （这就是主意。）

Answer 1

问题在于枚举器/生成器模式是顺序的，但是您正在尝试创建多生产者，单消费者模式。 由于您使用嵌套的匿名函数，并且堆栈溢出不会显示行号，因此很难准确描述我要指代的代码的哪一部分，但是无论如何我都会尝试。

AsyncEnumerable的工作方式基本上是等待生产者产生一个值，然后等待使用者使用该值，然后重复。 它不支持生产者和消费者以不同的速度运行，因此为什么我说这种模式是连续的。 它没有生产项目的队列， 只有当前值 。 ReturnAsync不等待使用者使用该值，而是应该等待它返回的任务，这会向您发出信号，表明已准备就绪。 因此，我们可以得出结论，它不是线程安全的。

但是， RetryComponent.RunTasks并行运行10个任务，该代码调用yield.ReturnAsync而不检查是否有人已经调用它，以及是否已经完成该任务。 由于Yield类仅存储当前值，因此您的10个并发任务会覆盖当前值，而无需等待Yield对象准备好新值，因此9个任务会丢失并且永远不会等待。 由于这9个任务从未等待，因此方法永远不会完成，而Task.WhenAll永远不会返回，并且整个调用堆栈中的任何其他方法也不会执行。

我在github上创建了一个问题，提议他们改进其库以在发生这种情况时引发异常。 如果他们实现了，则catch块会将消息写入控制台并重新抛出错误，使任务处于故障状态，这将允许task.WhenAll完成，因此程序不会挂起。

您可以使用多线程同步API来确保一次仅调用一项任务yield.ReturnAsync并等待返回任务。 或者您可以避免使用多生产者模式，因为单个生产者可以轻松地成为枚举器。 否则，您将需要完全重新考虑如何实现多生产者模式。 我建议TPL Dataflow内置于.NET Core中，并作为NuGet包在.NET Framework中提供。

Answer 2

@zivkan关于顺序生产者模式绝对正确。 如果要为单个流拥有并发生产者，仍然可以使用AsyncEnumerable库来实现，但是需要一些额外的代码。

这是并发的生产者和使用者（在这种情况下，只有一个使用者）的问题解决方案示例：

        static void Main(string[] args)
        {
            var e = new AsyncEnumerable<int>(async yield =>
            {
                var threadCount = 10;
                var maxItemsOnQueue = 20;

                var queue = new ConcurrentQueue<int>();
                var consumerLimiter = new SemaphoreSlim(initialCount: 0, maxCount: maxItemsOnQueue + 1);
                var produceLimiter = new SemaphoreSlim(initialCount: maxItemsOnQueue, maxCount: maxItemsOnQueue);

                // Kick off producers
                var producerTasks = Enumerable.Range(0, threadCount)
                    .Select(index => Task.Run(() => ProduceAsync(queue, produceLimiter, consumerLimiter)));

                // When production ends, send a termination signal to the consumer.
                var endOfProductionTask = Task.WhenAll(producerTasks).ContinueWith(_ => consumerLimiter.Release());

                // The consumer loop.
                while (true)
                {
                    // Wait for an item to be produced, or a signal for the end of production.
                    await consumerLimiter.WaitAsync();

                    // Get a produced item.
                    if (queue.TryDequeue(out var item))
                    {
                        // Tell producers that they can keep producing.
                        produceLimiter.Release();
                        // Yield a produced item.
                        await yield.ReturnAsync(item);
                    }
                    else
                    {
                        // If the queue is empty, the production is over.
                        break;
                    }
                }
            });

            e.ForEachAsync((item, index) => Console.WriteLine($"{index + 1}: {item}")).Wait();
        }

        static async Task ProduceAsync(ConcurrentQueue<int> queue, SemaphoreSlim produceLimiter, SemaphoreSlim consumerLimiter)
        {
            var rnd = new Random();
            for (var i = 0; i < 10; i++)
            {
                await Task.Delay(10);
                var value = rnd.Next();

                await produceLimiter.WaitAsync(); // Wait for the next production slot
                queue.Enqueue(value); // Produce item on the queue
                consumerLimiter.Release(); // Notify the consumer
            }
        }