当在循环中使用大量（ish）数量时，非异步方法的超时包装器表现不一致

问题描述

我正在使用非异步的第三方库，但也可能需要比预期更长的时间或偶尔会无限期地完全阻塞（直到外部清除）。

代表用这个进行测试：

SlowWorkerResult SlowWorker(int i)
{
    var delay = i % 2 == 0 ? TimeSpan.FromSeconds(2) : TimeSpan.FromSeconds(4);
    Thread.Sleep(delay);
    return new SlowWorkerResult();
}

class SlowWorkerResult 
{
    
}

为了处理这些超时，我将调用包装在Task.Run中并应用我写给它的扩展方法：

static class Extensions
{
    public static async Task<T> TimeoutAfter<T>(this Task<T> task, TimeSpan timeout)
    {
        var cts = new CancellationTokenSource();
        var delayTask = Task.Delay(timeout);
        var result = await Task.WhenAny(task, delayTask);
        if (result == delayTask)
        {
            throw new TimeoutException();
        }
        cts.Cancel();
        return await task;
    }
}

无论何时单独运行，它都能可靠地工作，即

async Task<(bool, int)> BigWorker(int i)
{
    try
    {
        Console.WriteLine($"BigWorker Started - {i}");
        
        //do some async work
        await Task.CompletedTask;

        //do some non-async work using the timeout extension
        var slowWorkerResult = await Task.Run(() => SlowWorker(i)).TimeoutAfter(TimeSpan.FromSeconds(3));

        //do some more async work
        await Task.CompletedTask;
        
        return (true, i);
    }
    catch (Exception ex)
    {
        return (false, i);
    }
    finally
    {
        Console.WriteLine($"BigWorker Finished - {i}");
    }
}

我知道这实际上放弃了一个线程。 除非来自第三方库的支持不会很快出现（如果有的话），我没有其他方法来防止死锁。

但是，当我在并行循环中运行BigWorker时，我得到了意想不到的结果（即某些会话超时，而我原本希望它们完成）。 例如，如果我将totalWorkers设置为 10，我会得到平均分配的成功/失败，并且该过程按预期大约需要 3 秒。

async Task Main()
{
    var sw = new Stopwatch();
    sw.Start();
    const int totalWorkers = 10;
    
    var tasks = new ConcurrentBag<Task<(bool, int)>>();
    Parallel.For(0, totalWorkers, i => tasks.Add(BigWorker(i)));
            
    var results = await Task.WhenAll(tasks);
    sw.Stop();
    
    var success = results.Count(r => r.Item1);
    var fails = results.Count(r => !r.Item1);
    var elapsed = sw.Elapsed.ToString(@"ss\.ffff");

    Console.WriteLine($"Successes: {success}\nFails: {fails}\nElapsed: {elapsed}");
}

将totalWorkers设置为更大的数字，比如 100，会生成基本上随机的成功/失败次数，并且总时间会花费更长的时间。

我怀疑这是由于任务调度和线程池引起的，但是我不知道我需要做什么来补救它。 我怀疑自定义任务调度程序会以某种方式确保我的DoWork包装任务和我的Task.Delay同时执行。 现在看来， Task.Delay偶尔会在相应的DoWork包装任务之前启动/完成。