導致死鎖的異步/等待示例

Question

我遇到了一些使用 c# 的async / await關鍵字進行異步編程的最佳實踐（我是 c# 5.0 的新手）。

給出的建議之一如下：

穩定性：了解您的同步上下文

...一些同步上下文是不可重入的和單線程的。 這意味着在給定時間只能在上下文中執行一個工作單元。 這方面的一個示例是 Windows UI 線程或 ASP.NET 請求上下文。 在這些單線程同步上下文中，很容易讓自己陷入死鎖。 如果您從單線程上下文中生成任務，然后在上下文中等待該任務，您的等待代碼可能會阻塞后台任務。

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();
}

如果我嘗試自己剖析它，主線程會在MyWebService.GetDataAsync(); ，但由於主線程在那里等待，它在GetDataAsync().Result中等待結果。 同時，說數據准備好了。 為什么主線程不繼續它的延續邏輯並從GetDataAsync()返回字符串結果？

有人可以解釋一下為什么上面的例子中會出現死鎖嗎？ 我完全不知道問題是什么......

Answer 1

看看這個例子，斯蒂芬給你一個明確的答案：

所以這就是發生的事情，從頂級方法開始（ Button1_Click用於 UI / MyController.Get用於 ASP.NET）：

1. 頂級方法調用GetJsonAsync （在 UI/ASP.NET 上下文中）。

2. GetJsonAsync通過調用HttpClient.GetStringAsync （仍在上下文中）啟動 REST 請求。

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

4. GetJsonAsync等待GetStringAsync返回的Task 。 上下文被捕獲並將用於稍后繼續運行GetJsonAsync方法。 GetJsonAsync返回未完成的Task ，表示GetJsonAsync方法未完成。

5. 頂級方法在GetJsonAsync返回的Task上同步阻塞。 這會阻塞上下文線程。

6. ...最終，REST 請求將完成。 這完成了由GetStringAsync返回的Task 。

7. GetJsonAsync的延續現在已准備好運行，它等待上下文可用，以便可以在上下文中執行。

8. 死鎖。 頂級方法正在阻塞上下文線程，等待GetJsonAsync完成，而GetJsonAsync正在等待上下文空閑以便它可以完成。 對於 UI 示例，“上下文”是 UI 上下文； 對於 ASP.NET 示例，“上下文”是 ASP.NET 請求上下文。 這種類型的死鎖可能是由任一“上下文”引起的。

您應該閱讀的另一個鏈接： 等待、UI 和死鎖！ 天啊！

Answer 2

• 事實 1： GetDataAsync().Result; 將在GetDataAsync()返回的任務完成時運行，同時它會阻塞 UI 線程
• 事實 2：等待的延續（ return result.ToString() ）排隊到 UI 線程執行
• 事實 3： GetDataAsync()返回的任務將在其排隊的延續運行時完成
• 事實 4：排隊的延續永遠不會運行，因為 UI 線程被阻塞（事實 1）

僵局！

可以通過提供的替代方案來打破僵局，以避免事實 1 或事實 2。

• 修復 1：避免 1,4。 使用var data = await GetDataAsync()代替阻塞 UI 線程，它允許 UI 線程繼續運行
• 修復 2：避免 2,3。 將等待的延續排隊到未阻塞的不同線程，例如使用var data = Task.Run(GetDataAsync).Result ，這會將延續發布到線程池線程的同步上下文。 這允許GetDataAsync()返回的任務完成。

這在Stephen Toub 的一篇文章中得到了很好的解釋，大約在他使用DelayAsync()示例的一半的地方。

Answer 3

我只是在 ASP.NET MVC 項目中再次擺弄這個問題。 當您想從PartialView調用async方法時，不允許將PartialView設為async 。 如果你這樣做，你會得到一個例外。

在要從同步方法調用async方法的場景中，您可以使用以下簡單的解決方法：

1. 在調用之前，清除SynchronizationContext
2. 調用吧，這里不會再出現死鎖了，等它結束
3. 恢復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

另一個要點是你不應該阻塞任務，並且一直使用異步來防止死鎖。 那么這將是所有異步而不是同步阻塞。

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

我想到的一個解決方法是在詢問結果之前對任務使用Join擴展方法。

代碼如下所示：

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);
        }
    }
}

我對這個領域的了解還不夠，看不到這個解決方案的缺點（如果有的話）