Обработка исключений (библиотека параллельных задач)

Необработанные исключения, создаваемые пользовательским кодом, который выполняется в задаче, распространяются обратно в вызывающий поток, за исключением отдельных сценариев, описанных далее в этом разделе. Исключения распространяются, если вы вызываете один из статических или методов экземпляра Task.Wait и заключаете этот вызов в инструкцию try/catch. Если задача является родительской для присоединенных дочерних задач или если вы ожидаете несколько задач, может быть создано несколько исключений.

Чтобы распространить все исключения обратно в вызывающий поток, инфраструктура задач заключает их в экземпляр AggregateException . Исключение AggregateException имеет свойство InnerExceptions , которое может быть перечислимым для проверки всех созданных исходных исключений и обработки (или отказа от обработки) каждого исключения по отдельности. Вы также можете обрабатывать исходные исключения с помощью метода AggregateException.Handle .

Даже если возникает только одно исключение, оно по-прежнему заключается в исключение AggregateException , как показано в следующем примере.

public static partial class Program
{
    public static void HandleThree()
    {
        var task = Task.Run(
            () => throw new CustomException("This exception is expected!"));

        try
        {
            task.Wait();
        }
        catch (AggregateException ae)
        {
            foreach (var ex in ae.InnerExceptions)
            {
                // Handle the custom exception.
                if (ex is CustomException)
                {
                    Console.WriteLine(ex.Message);
                }
                // Rethrow any other exception.
                else
                {
                    throw ex;
                }
            }
        }
    }
}
// The example displays the following output:
//        This exception is expected!

Imports System.Threading.Tasks

Module Example
    Public Sub Main()
        Dim task1 = Task.Run(Sub() Throw New CustomException("This exception is expected!"))

        Try
            task1.Wait()
        Catch ae As AggregateException
            For Each ex In ae.InnerExceptions
                ' Handle the custom exception.
                If TypeOf ex Is CustomException Then
                    Console.WriteLine(ex.Message)
                    ' Rethrow any other exception.
                Else
                    Throw ex
                End If
            Next
        End Try
    End Sub
End Module

Class CustomException : Inherits Exception
    Public Sub New(s As String)
        MyBase.New(s)
    End Sub
End Class
' The example displays the following output:
'       This exception is expected!

Чтобы избежать необработанного исключения, достаточно перехватить AggregateException и не просматривать какие-либо внутренние исключения. Однако рекомендуется этого не делать, так как это аналог перехвату базового типа Exception в непараллельных сценариях. Чтобы перехватить исключение без выполнения определенных действий для восстановления из него можно оставить программу в неопределенном состоянии.

Если вы не хотите вызывать метод Task.Wait для ожидания завершения задачи, можно извлечь исключение AggregateException из свойства Exception задачи, как показано в следующем примере. Дополнительные сведения см. в разделе Выявление исключения с помощью свойства Task.Exception в этой статье.

public static partial class Program
{
    public static void HandleFour()
    {
        var task = Task.Run(
            () => throw new CustomException("This exception is expected!"));

        while (!task.IsCompleted) { }

        if (task.Status == TaskStatus.Faulted)
        {
            foreach (var ex in task.Exception?.InnerExceptions ?? new(Array.Empty<Exception>()))
            {
                // Handle the custom exception.
                if (ex is CustomException)
                {
                    Console.WriteLine(ex.Message);
                }
                // Rethrow any other exception.
                else
                {
                    throw ex;
                }
            }
        }
    }
}
// The example displays the following output:
//        This exception is expected!

Imports System.Threading.Tasks

Module Example
    Public Sub Main()
        Dim task1 = Task.Run(Sub() Throw New CustomException("This exception is expected!"))

        While Not task1.IsCompleted
        End While

        If task1.Status = TaskStatus.Faulted Then
            For Each ex In task1.Exception.InnerExceptions
                ' Handle the custom exception.
                If TypeOf ex Is CustomException Then
                    Console.WriteLine(ex.Message)
                    ' Rethrow any other exception.
                Else
                    Throw ex
                End If
            Next
        End If
    End Sub
End Module

Class CustomException : Inherits Exception
    Public Sub New(s As String)
        MyBase.New(s)
    End Sub
End Class
' The example displays the following output:
'       This exception is expected!

Если вы не ожидаете задачу, распространяющую исключение, или доступа к его свойству Exception , исключение распространяется согласно политике исключений .NET после удаления задачи сборкой мусора.

Если исключения могут всплывать обратно в присоединяемый поток, задача может продолжить обработку некоторых элементов после создания исключения.

Присоединенные дочерние задачи и вложенные исключения AggregateException

Если задача имеет присоединенную дочернюю задачу, которая создает исключение, это исключение заключается в AggregateException перед распространением в родительскую задачу, которая заключает его в собственное исключение AggregateException перед распространением обратно в вызывающий поток. В таких случаях свойство InnerExceptions исключения AggregateException, перехватываемого в методе Task.Wait, WaitAny или WaitAll, содержит один или несколько экземпляров AggregateException, а не исходные исключения, которые вызвали сбой. Чтобы избежать необходимости выполнения итерации по вложенным исключениям AggregateException , можно использовать метод Flatten для удаления всех вложенных исключений AggregateException , чтобы свойство AggregateException.InnerExceptions содержало исходные исключения. В следующем примере вложенные экземпляры AggregateException сглаживаются и обрабатываются всего в одном цикле.

public static partial class Program
{
    public static void FlattenTwo()
    {
        var task = Task.Factory.StartNew(() =>
        {
            var child = Task.Factory.StartNew(() =>
            {
                var grandChild = Task.Factory.StartNew(() =>
                {
                    // This exception is nested inside three AggregateExceptions.
                    throw new CustomException("Attached child2 faulted.");
                }, TaskCreationOptions.AttachedToParent);

                // This exception is nested inside two AggregateExceptions.
                throw new CustomException("Attached child1 faulted.");
            }, TaskCreationOptions.AttachedToParent);
        });

        try
        {
            task.Wait();
        }
        catch (AggregateException ae)
        {
            foreach (var ex in ae.Flatten().InnerExceptions)
            {
                if (ex is CustomException)
                {
                    Console.WriteLine(ex.Message);
                }
                else
                {
                    throw;
                }
            }
        }
    }
}
// The example displays the following output:
//    Attached child1 faulted.
//    Attached child2 faulted.

Imports System.Threading.Tasks

Module Example
    Public Sub Main()
        Dim task1 = Task.Factory.StartNew(Sub()
                                              Dim child1 = Task.Factory.StartNew(Sub()
                                                                                     Dim child2 = Task.Factory.StartNew(Sub()
                                                                                                                            Throw New CustomException("Attached child2 faulted.")
                                                                                                                        End Sub,
                                                                                                                        TaskCreationOptions.AttachedToParent)
                                                                                     Throw New CustomException("Attached child1 faulted.")
                                                                                 End Sub,
                                                                                 TaskCreationOptions.AttachedToParent)
                                          End Sub)

        Try
            task1.Wait()
        Catch ae As AggregateException
            For Each ex In ae.Flatten().InnerExceptions
                If TypeOf ex Is CustomException Then
                    Console.WriteLine(ex.Message)
                Else
                    Throw
                End If
            Next
        End Try
    End Sub
End Module

Class CustomException : Inherits Exception
    Public Sub New(s As String)
        MyBase.New(s)
    End Sub
End Class
' The example displays the following output:
'       Attached child1 faulted.
'       Attached child2 faulted.

Вы также можете использовать метод AggregateException.Flatten, чтобы повторно создать в одном экземпляре AggregateException все вложенные исключения, полученные в нескольких экземплярах AggregateException от нескольких задач, как показано в следующем примере.

public static partial class Program
{
    public static void TaskExceptionTwo()
    {
        try
        {
            ExecuteTasks();
        }
        catch (AggregateException ae)
        {
            foreach (var e in ae.InnerExceptions)
            {
                Console.WriteLine(
                    "{0}:\n   {1}", e.GetType().Name, e.Message);
            }
        }
    }

    static void ExecuteTasks()
    {
        // Assume this is a user-entered String.
        string path = @"C:\";
        List<Task> tasks = new();

        tasks.Add(Task.Run(() =>
        {
            // This should throw an UnauthorizedAccessException.
            return Directory.GetFiles(
                path, "*.txt",
                SearchOption.AllDirectories);
        }));

        tasks.Add(Task.Run(() =>
        {
            if (path == @"C:\")
            {
                throw new ArgumentException(
                    "The system root is not a valid path.");
            }
            return new string[] { ".txt", ".dll", ".exe", ".bin", ".dat" };
        }));

        tasks.Add(Task.Run(() =>
        {
            throw new NotImplementedException(
                "This operation has not been implemented.");
        }));

        try
        {
            Task.WaitAll(tasks.ToArray());
        }
        catch (AggregateException ae)
        {
            throw ae.Flatten();
        }
    }
}
// The example displays the following output:
//       UnauthorizedAccessException:
//          Access to the path 'C:\Documents and Settings' is denied.
//       ArgumentException:
//          The system root is not a valid path.
//       NotImplementedException:
//          This operation has not been implemented.

Imports System.Collections.Generic
Imports System.IO
Imports System.Threading.Tasks

Module Example
    Public Sub Main()
        Try
            ExecuteTasks()
        Catch ae As AggregateException
            For Each e In ae.InnerExceptions
                Console.WriteLine("{0}:{2}   {1}", e.GetType().Name, e.Message,
                                  vbCrLf)
            Next
        End Try
    End Sub

    Sub ExecuteTasks()
        ' Assume this is a user-entered String.
        Dim path = "C:\"
        Dim tasks As New List(Of Task)

        tasks.Add(Task.Run(Function()
                               ' This should throw an UnauthorizedAccessException.
                               Return Directory.GetFiles(path, "*.txt",
                                                         SearchOption.AllDirectories)
                           End Function))

        tasks.Add(Task.Run(Function()
                               If path = "C:\" Then
                                   Throw New ArgumentException("The system root is not a valid path.")
                               End If
                               Return {".txt", ".dll", ".exe", ".bin", ".dat"}
                           End Function))

        tasks.Add(Task.Run(Sub()
                               Throw New NotImplementedException("This operation has not been implemented.")
                           End Sub))

        Try
            Task.WaitAll(tasks.ToArray)
        Catch ae As AggregateException
            Throw ae.Flatten()
        End Try
    End Sub
End Module
' The example displays the following output:
'       UnauthorizedAccessException:
'          Access to the path 'C:\Documents and Settings' is denied.
'       ArgumentException:
'          The system root is not a valid path.
'       NotImplementedException:
'          This operation has not been implemented.

Исключения из отсоединенных дочерних задач

По умолчанию дочерние задачи создаются отсоединенными. Исключения, создаваемые отсоединенными задачами, должны обрабатываться или повторно создаваться в непосредственной родительской задаче; они не распространяются обратно в вызывающий поток тем же способом, как распространяются обратно присоединенные дочерние задачи. Самая верхняя родительская задача может вручную повторно создавать исключение из отсоединенной дочерней задачи, чтобы вызвать его заключение в AggregateException и распространение обратно в вызывающий поток.

public static partial class Program
{
    public static void DetachedTwo()
    {
        var task = Task.Run(() =>
        {
            var nestedTask = Task.Run(
                () => throw new CustomException("Detached child task faulted."));

            // Here the exception will be escalated back to the calling thread.
            // We could use try/catch here to prevent that.
            nestedTask.Wait();
        });

        try
        {
            task.Wait();
        }
        catch (AggregateException ae)
        {
            foreach (var e in ae.Flatten().InnerExceptions)
            {
                if (e is CustomException)
                {
                    Console.WriteLine(e.Message);
                }
            }
        }
    }
}
// The example displays the following output:
//    Detached child task faulted.

Imports System.Threading.Tasks

Module Example
    Public Sub Main()
        Dim task1 = Task.Run(Sub()
                                 Dim nestedTask1 = Task.Run(Sub()
                                                                Throw New CustomException("Detached child task faulted.")
                                                            End Sub)
                                 ' Here the exception will be escalated back to joining thread.
                                 ' We could use try/catch here to prevent that.
                                 nestedTask1.Wait()
                             End Sub)

        Try
            task1.Wait()
        Catch ae As AggregateException
            For Each ex In ae.Flatten().InnerExceptions
                If TypeOf ex Is CustomException Then
                    ' Recover from the exception. Here we just
                    ' print the message for demonstration purposes.
                    Console.WriteLine(ex.Message)
                End If
            Next
        End Try
    End Sub
End Module

Class CustomException : Inherits Exception
    Public Sub New(s As String)
        MyBase.New(s)
    End Sub
End Class
' The example displays the following output:
'       Detached child task faulted.

Даже если для выявления исключения в дочерней задаче используется продолжение, исключение по-прежнему должно выявляться родительской задачей.

Исключения, указывающие координированную отмену

Когда пользовательский код в задаче отвечает на запрос отмены, правильной процедурой будет создание исключения OperationCanceledException , передаваемого в токен отмены, с помощью которого был передан запрос. Перед попыткой распространить исключение экземпляр задачи сравнивает токен в исключении с токеном, переданным в него при его создании. Если они совпадают, задача распространяет TaskCanceledException , заключенное в AggregateException, и можно увидеть, когда проверяются внутренние исключения. Однако если вызывающий поток не ожидает задачу, это конкретное исключение не будет распространяться. Для получения дополнительной информации см. Task Cancellation.

var tokenSource = new CancellationTokenSource();
var token = tokenSource.Token;
var task = Task.Factory.StartNew(() =>
{
    CancellationToken ct = token;
    while (someCondition)
    {
        // Do some work...
        Thread.SpinWait(50_000);
        ct.ThrowIfCancellationRequested();
    }
},
token);

// No waiting required.
tokenSource.Dispose();

Dim someCondition As Boolean = True
Dim tokenSource = New CancellationTokenSource()
Dim token = tokenSource.Token

Dim task1 = Task.Factory.StartNew(Sub()
                                      Dim ct As CancellationToken = token
                                      While someCondition = True
                                          ' Do some work...
                                          Thread.SpinWait(500000)
                                          ct.ThrowIfCancellationRequested()
                                      End While
                                  End Sub,
                                  token)

Использование метода дескриптора для фильтрации внутренних исключений

Вы можете использовать метод AggregateException.Handle для фильтрации исключений, которые можно рассматривать как обработанные без использования какой-либо дальнейшей логики. В пользовательском делегате, предоставленном в метод AggregateException.Handle(Func<Exception,Boolean>), можно проверить тип исключения, его свойство Message или другие сведения о нем, которые позволят проверить его безопасность. Любые исключения, для которых делегат возвращает значение false, повторно создаются в новом экземпляре AggregateException сразу после завершения метода AggregateException.Handle.

Следующий пример выполняет ту же функцию, что и первый пример в этой статье, то есть проверяет каждое исключение в коллекции AggregateException.InnerExceptions. Но этот обработчик исключений вызывает объект метода AggregateException.Handle для каждого исключения и создает повторно только те исключения, которые не являются экземплярами CustomException.

public static partial class Program
{
    public static void HandleMethodThree()
    {
        var task = Task.Run(
            () => throw new CustomException("This exception is expected!"));

        try
        {
            task.Wait();
        }
        catch (AggregateException ae)
        {
            // Call the Handle method to handle the custom exception,
            // otherwise rethrow the exception.
            ae.Handle(ex =>
            {
                if (ex is CustomException)
                {
                    Console.WriteLine(ex.Message);
                }
                return ex is CustomException;
            });
        }
    }
}
// The example displays the following output:
//        This exception is expected!

Imports System.Threading.Tasks

Module Example
    Public Sub Main()
        Dim task1 = Task.Run(Sub() Throw New CustomException("This exception is expected!"))

        Try
            task1.Wait()
        Catch ae As AggregateException
            ' Call the Handle method to handle the custom exception,
            ' otherwise rethrow the exception.
            ae.Handle(Function(e)
                          If TypeOf e Is CustomException Then
                              Console.WriteLine(e.Message)
                          End If
                          Return TypeOf e Is CustomException
                      End Function)
        End Try
    End Sub
End Module

Class CustomException : Inherits Exception
    Public Sub New(s As String)
        MyBase.New(s)
    End Sub
End Class
' The example displays the following output:
'       This exception is expected!

Ниже приведен более полный пример, в котором метод AggregateException.Handle используется для специальной обработки исключения UnauthorizedAccessException при перечислении файлов.

public static partial class Program
{
    public static void TaskException()
    {
        // This should throw an UnauthorizedAccessException.
        try
        {
            if (GetAllFiles(@"C:\") is { Length: > 0 } files)
            {
                foreach (var file in files)
                {
                    Console.WriteLine(file);
                }
            }
        }
        catch (AggregateException ae)
        {
            foreach (var ex in ae.InnerExceptions)
            {
                Console.WriteLine(
                    "{0}: {1}", ex.GetType().Name, ex.Message);
            }
        }
        Console.WriteLine();

        // This should throw an ArgumentException.
        try
        {
            foreach (var s in GetAllFiles(""))
            {
                Console.WriteLine(s);
            }
        }
        catch (AggregateException ae)
        {
            foreach (var ex in ae.InnerExceptions)
                Console.WriteLine(
                    "{0}: {1}", ex.GetType().Name, ex.Message);
        }
    }

    static string[] GetAllFiles(string path)
    {
        var task1 =
            Task.Run(() => Directory.GetFiles(
                path, "*.txt",
                SearchOption.AllDirectories));

        try
        {
            return task1.Result;
        }
        catch (AggregateException ae)
        {
            ae.Handle(x =>
            {
                // Handle an UnauthorizedAccessException
                if (x is UnauthorizedAccessException)
                {
                    Console.WriteLine(
                        "You do not have permission to access all folders in this path.");
                    Console.WriteLine(
                        "See your network administrator or try another path.");
                }
                return x is UnauthorizedAccessException;
            });
            return Array.Empty<string>();
        }
    }
}
// The example displays the following output:
//       You do not have permission to access all folders in this path.
//       See your network administrator or try another path.
//
//       ArgumentException: The path is not of a legal form.

Imports System.IO
Imports System.Threading.Tasks

Module Example
    Public Sub Main()
        ' This should throw an UnauthorizedAccessException.
        Try
            Dim files = GetAllFiles("C:\")
            If files IsNot Nothing Then
                For Each file In files
                    Console.WriteLine(file)
                Next
            End If
        Catch ae As AggregateException
            For Each ex In ae.InnerExceptions
                Console.WriteLine("{0}: {1}", ex.GetType().Name, ex.Message)
            Next
        End Try
        Console.WriteLine()

        ' This should throw an ArgumentException.
        Try
            For Each s In GetAllFiles("")
                Console.WriteLine(s)
            Next
        Catch ae As AggregateException
            For Each ex In ae.InnerExceptions
                Console.WriteLine("{0}: {1}", ex.GetType().Name, ex.Message)
            Next
        End Try
        Console.WriteLine()
    End Sub

    Function GetAllFiles(ByVal path As String) As String()
        Dim task1 = Task.Run(Function()
                                 Return Directory.GetFiles(path, "*.txt",
                                                           SearchOption.AllDirectories)
                             End Function)
        Try
            Return task1.Result
        Catch ae As AggregateException
            ae.Handle(Function(x)
                          ' Handle an UnauthorizedAccessException
                          If TypeOf x Is UnauthorizedAccessException Then
                              Console.WriteLine("You do not have permission to access all folders in this path.")
                              Console.WriteLine("See your network administrator or try another path.")
                          End If
                          Return TypeOf x Is UnauthorizedAccessException
                      End Function)
        End Try
        Return Array.Empty(Of String)()
    End Function
End Module
' The example displays the following output:
'       You do not have permission to access all folders in this path.
'       See your network administrator or try another path.
'
'       ArgumentException: The path is not of a legal form.

Выявление исключения с помощью свойства Task.Exception

Если задача завершается в состоянии TaskStatus.Faulted , ее свойство Exception можно проанализировать, чтобы узнать, какое именно исключение вызвало сбой. Хороший способ исследования свойства Exception заключается в использовании продолжения, которое выполняется только в том случае, если происходит сбой предшествующей задачи, как показано в следующем примере.

public static partial class Program
{
    public static void ExceptionPropagationTwo()
    {
        _ = Task.Run(
            () => throw new CustomException("task1 faulted."))
            .ContinueWith(_ =>
            {
                if (_.Exception?.InnerException is { } inner)
                {
                    Console.WriteLine("{0}: {1}",
                        inner.GetType().Name,
                        inner.Message);
                }
            }, 
            TaskContinuationOptions.OnlyOnFaulted);
        
        Thread.Sleep(500);
    }
}
// The example displays output like the following:
//        CustomException: task1 faulted.

Imports System.Threading
Imports System.Threading.Tasks

Module Example
    Public Sub Main()
        Dim task1 = Task.Factory.StartNew(Sub()
                                              Throw New CustomException("task1 faulted.")
                                          End Sub).
                    ContinueWith(Sub(t)
                                     Console.WriteLine("{0}: {1}",
                                                     t.Exception.InnerException.GetType().Name,
                                                     t.Exception.InnerException.Message)
                                 End Sub, TaskContinuationOptions.OnlyOnFaulted)

        Thread.Sleep(500)
    End Sub
End Module

Class CustomException : Inherits Exception
    Public Sub New(s As String)
        MyBase.New(s)
    End Sub
End Class
' The example displays output like the following:
'       CustomException: task1 faulted.

В критически важном приложении делегат продолжения может записать в журнал подробные сведения об исключении и возможно создать новые задачи для восстановления из исключения. В случае сбоя задачи следующие выражения создают исключение:

• await task
• task.Wait()
• task.Result
• task.GetAwaiter().GetResult()

Используйте инструкцию try-catch для обработки и отслеживания исключений. Исключения также можно отслеживать, обращаясь к свойству Task.Exception.

Событие UnobservedTaskException

В некоторых сценариях, например при размещении недоверенных подключаемых модулей, неопасные исключения могут быть общими, и может оказаться слишком сложно вручную выявить их все. В таких случаях можно обрабатывать событие TaskScheduler.UnobservedTaskException . Экземпляр System.Threading.Tasks.UnobservedTaskExceptionEventArgs, который передается в обработчик, не позволяет незамеченным исключениям бесконтрольно распространяться обратно в присоединяемый поток.

См. также

• Библиотека параллельных задач (TPL)