【问题标题】:OperationCanceledException VS TaskCanceledException when task is canceled取消任务时的 OperationCanceledException VS TaskCanceledException
【发布时间】:2016-03-25 08:52:46
【问题描述】:

以下代码创建了一个正在取消的任务。 await 表达式(案例 1)抛出 System.OperationCanceledException,而同步 Wait()(案例 2)抛出 System.Threading.Tasks.TaskCanceledException(包裹在 System.AggregateException 中)。

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

public class Program
{
    public static void Main()
    {
        Program.MainAsync().Wait();
    }

    private static async Task MainAsync()
    {
        using(var cancellationTokenSource = new CancellationTokenSource())
        {
            var token = cancellationTokenSource.Token;
            const int cancelationCheckTimeout = 100;

            var task = Task.Run(
                async () => 
                {
                    for (var i = 0; i < 100; i++)
                    {
                        token.ThrowIfCancellationRequested();
                        Console.Write(".");
                        await Task.Delay(cancelationCheckTimeout);  
                    }
                }, 
                cancellationTokenSource.Token
            );

            var cancelationDelay = 10 * cancelationCheckTimeout;
            cancellationTokenSource.CancelAfter(cancelationDelay);

            try
            {
                await task; // (1)
                //task.Wait(); // (2) 
            }
            catch(Exception ex)
            {
                Console.WriteLine(ex.ToString());
                Console.WriteLine($"Task.IsCanceled: {task.IsCanceled}");
                Console.WriteLine($"Task.IsFaulted: {task.IsFaulted}");
                Console.WriteLine($"Task.Exception: {((task.Exception == null) ? "null" : task.Exception.ToString())}");
            }
        }
    }
}

案例 1 输出:

..........System.OperationCanceledException: The operation was canceled.
   at System.Threading.CancellationToken.ThrowIfCancellationRequested()
   at Program.<>c__DisplayClass1_0.<<MainAsync>b__0>d.MoveNext()
--- End of stack trace from previous location where exception was thrown ---
   at System.Runtime.ExceptionServices.ExceptionDispatchInfo.Throw()
   at System.Runtime.CompilerServices.TaskAwaiter.ThrowForNonSuccess(Task task)
   at System.Runtime.CompilerServices.TaskAwaiter.HandleNonSuccessAndDebuggerNotification(Task task)
   at Program.<MainAsync>d__1.MoveNext()
Task.IsCanceled: True
Task.IsFaulted: False
Task.Exception: null

案例 2 输出:

..........System.AggregateException: One or more errors occurred. ---> System.Threading.Tasks.TaskCanceledException: A task was canceled.
   --- End of inner exception stack trace ---
   at System.Threading.Tasks.Task.Wait(Int32 millisecondsTimeout, CancellationToken cancellationToken)
   at System.Threading.Tasks.Task.Wait()
   at Program.<MainAsync>d__1.MoveNext()
---> (Inner Exception #0) System.Threading.Tasks.TaskCanceledException: A task was canceled.<---

Task.IsCanceled: True
Task.IsFaulted: False
Task.Exception: null

为什么第二种情况下的System.AggregateException 不包含System.OperationCanceledException 作为内部异常?

我知道ThrowIfCancellationRequested() 会抛出OperationCanceledException,我们可以看到在这两种情况下Task 都会进入取消(非故障)状态。

这让我很困惑,因为从 .NET API 中取消方法会在两种情况下产生一致的行为 - 取消的任务只会抛出 TaskCanceledException

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

public class Program
{
    public static void Main()
    {
        Program.MainAsync().Wait();
    }

    private static async Task MainAsync()
    {
        using(var cancellationTokenSource = new CancellationTokenSource())
        {
            var token = cancellationTokenSource.Token;

            var task = Task.Delay(1000, token);
            cancellationTokenSource.CancelAfter(100);

            try
            {
                await task; // (1)
                //task.Wait(); // (2)
            }
            catch(Exception ex)
            {
                Console.WriteLine(ex.ToString());
                Console.WriteLine($"Task.IsCanceled: {task.IsCanceled}");
                Console.WriteLine($"Task.IsFaulted: {task.IsFaulted}");
                Console.WriteLine($"Task.Exception: {((task.Exception == null) ? "null" : task.Exception.ToString())}");
            }
        }
    }
}

案例 1 输出:

System.Threading.Tasks.TaskCanceledException: A task was canceled.
   at System.Runtime.CompilerServices.TaskAwaiter.ThrowForNonSuccess(Task task)
   at System.Runtime.CompilerServices.TaskAwaiter.HandleNonSuccessAndDebuggerNotification(Task task)
   at Program.<MainAsync>d__1.MoveNext()
Task.IsCanceled: True
Task.IsFaulted: False
Task.Exception: null

案例 2 输出:

System.AggregateException: One or more errors occurred. ---> System.Threading.Tasks.TaskCanceledException: A task was canceled.
   --- End of inner exception stack trace ---
   at System.Threading.Tasks.Task.Wait(Int32 millisecondsTimeout, CancellationToken cancellationToken)
   at System.Threading.Tasks.Task.Wait()
   at Program.<MainAsync>d__1.MoveNext()
---> (Inner Exception #0) System.Threading.Tasks.TaskCanceledException: A task was canceled.<---

Task.IsCanceled: True
Task.IsFaulted: False
Task.Exception: null

【问题讨论】:

  • 这有关系吗? TaskCanceledExceptionOperationCanceledException 的派生类,所以如果你做了catch(OperationCanceledException e),你会捕获这两种类型的异常。您丢失的唯一信息是TaskCanceledException.Task 属性。
  • 我同意,但我更好奇在已经有OperationCanceledException 的情况下引入/使用TaskCanceledException 的原因。
  • 引入它的原因是,当您在某些情况下能够获取已取消的任务的上下文时,因此在您可以抛出包含任务的更派生形式的情况下。 ThrowIfCancellationRequested 是一般写的,它不知道它在 Task 内部,因此它会在没有 Task 属性的情况下引发更一般的异常。

标签: c# .net exception async-await task-parallel-library


【解决方案1】:

这里的区别在于使用token.ThrowIfCancellationRequested()。此方法检查取消,如果请求特别抛出OperationCanceledException 而不是TaskCanceledException(可以理解为CancellationToken 不是TPL 独有的)。你可以看看reference source,看看它调用了这个方法:

private void ThrowOperationCanceledException()
{
    throw new OperationCanceledException(Environment.GetResourceString("OperationCanceled"), this);
}

“常规”取消确实会生成TaskCanceledException。您可以通过取消标记任务有机会开始运行之前看到:

cancellationTokenSource.Cancel();
var task = Task.Run(() => { }, cancellationTokenSource.Token);
try
{
    await task; 
}
catch (Exception ex)
{
    Console.WriteLine(ex.ToString());
    Console.WriteLine($"Task.IsCanceled: {task.IsCanceled}");
    Console.WriteLine($"Task.IsFaulted: {task.IsFaulted}");
    Console.WriteLine($"Task.Exception: {((task.Exception == null) ? "null" : task.Exception.ToString())}");
}

输出:

System.Threading.Tasks.TaskCanceledException: A task was canceled.
   at System.Runtime.CompilerServices.TaskAwaiter.ThrowForNonSuccess(Task task)
   at System.Runtime.CompilerServices.TaskAwaiter.HandleNonSuccessAndDebuggerNotification(Task task)
   at System.Runtime.CompilerServices.TaskAwaiter.GetResult()
   at Sandbox.Program.<MainAsync>d__1.MoveNext()
Task.IsCanceled: True
Task.IsFaulted: False
Task.Exception: null

传统的 .Net 方法通常不将 CancellationToken.ThrowIfCancellationRequested 用于异步 API,因为这仅适用于将工作卸载到另一个线程时。这些方法用于固有的异步操作,因此使用CancellationToken.Register(或内部InternalRegisterWithoutEC)监控取消。

【讨论】:

  • 我观察到取消 .NET 方法(例如 Task.Delay()FileStream.WriteAsync())并注意到如果取消它们都会抛出 TaskCanceledException(通过 CancellationToken,如您所说,这不是 TPL 独有的)。就像上面的示例一样,取消 Task 本身(而不是它包装的回调)会抛出 TaskCanceledException 有点道理。但是为什么FileStream.WriteAsync() 不抛出OperationCanceledException?能否请您扩展offloading work to another thread 推理?
  • @BojanKomazec ThrowIfCancellationRequested 抛出 OperationCanceledException。只有在运行需要定期检查取消的代码时才调用该方法。内置异步 API 不会这样做,因为它是同步的。它不包含在循环中执行某些操作的线程。所以没有运行代码来调用ThrowIfCancellationRequested
  • @BojanKomazec Task.Delay 例如,创建一个 Promise 任务,启动一个计时器,在超时结束时完成该任务,并注册一个委托以取消带有 CancellationToken.Register 的令牌上的任务。然后它返回任务,就是这样。无处可打电话ThrowIfCancellationRequested
  • 我现在明白没有涉及额外的线程,但为什么.NET async API 实现者选择引入新的异常类型TaskCanceledException,为什么他们不重用OperationCanceledException?无论如何,异步 API 调用者都会期待 OperationCanceledExceptionOperationCanceledException 不需要单独的线程或 ThrowIfCancellationRequested() 即可被抛出。
  • @BojanKomazec 这是一个不同的问题。 TCE 是在 .net 4.0 中与 TPL 一起引入的,早在他们添加异步 API 之前。他们本可以重用异常,但为任务添加另一种特定类型是合理的,即使它不能用于围绕任务的每一次使用。
【解决方案2】:

TaskCanceledException 继承自 OperationCanceledException。所以至少有一点一致性。

if( ex is OperationCanceledException)
{
...
}

【讨论】:

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