.NET 6 新特性 WaitAsync

Intro

在 .NET 6 里新增加了一个 WaitAsync 的方法，用来异步地等待一个任务完成，异步等待的时候可以指定一个 Timeout 时间或者一个取消令牌 CancellationToken，在之前的版本中只有一个同步的 Wait 会等待任务的完成，不支持比较好的任务超时或取消处理，如果要实现的话要自己写扩展，很多开源项目甚至微软的项目里会有一个 TimeoutAfter 之类的扩展方法，有了 WaitAsync 之后就可以取代这些扩展了

Definition

新加的 WaitAsync 是一个扩展方法，定义如下：

public static Task WaitAsync(this Task task, TimeSpan timeout);
public static Task WaitAsync(this Task task, CancellationToken cancellationToken);
public static Task WaitAsync(this Task task, TimeSpan timeout, CancellationToken cancellationToken);// 泛型版本
public static Task WaitAsync(this Task task, TimeSpan timeout);
public static Task WaitAsync(this Task task, CancellationToken cancellationToken);
public static Task WaitAsync(this Task task, TimeSpan timeout, CancellationToken cancellationToken);

Timeout Sample

来看一个 WaitAsync Timeout 的 使用示例：

var tasks = new List();
tasks.AddRange(new[] 
{ 
    Task.Delay(TimeSpan.FromSeconds(5)),
    Task.Delay(TimeSpan.FromSeconds(8)),
    Task.Delay(TimeSpan.FromSeconds(6))
});
Task task = Task.WhenAll(tasks);
try
{
    await task.WaitAsync(TimeSpan.FromSeconds(3));
}
catch (TimeoutException)
{
    Console.WriteLine(nameof(TimeoutException));
}
finally
{
    Console.WriteLine(string.Join(",", tasks.Select(t => t.Status.ToString())));
    Console.WriteLine(task.Status);
}

await Task.Delay(TimeSpan.FromSeconds(5));
Console.WriteLine(string.Join(",", tasks.Select(t => t.Status.ToString())));
Console.WriteLine(task.Status);

上面是一个使用 Timeout 的一个示例，当 Timeout 时间到了之后 Task 还没完成就会 throw 一个 TimeoutException，但是并不会影响原来的任务继续执行，除非自己能够在 exception 的时候将原来的 Task 给中止，上面示例的输出结果如下：

TimeoutException
WaitingForActivation,WaitingForActivation,WaitingForActivation
WaitingForActivation
RanToCompletion,RanToCompletion,RanToCompletion
RanToCompletion

可以看到，即使发生了 Timeout 也不会影响原来 Task 的执行

Cancellation Sample

接着来看一下 CancellationToken 的使用示例

var cts = new CancellationTokenSource();
var tasks = new List();
tasks.AddRange(new[]
{
    Task.Delay(TimeSpan.FromSeconds(4)),
    Task.Delay(TimeSpan.FromSeconds(8)),
    Task.Delay(TimeSpan.FromSeconds(6))
});
var task = Task.WhenAll(tasks);
try
{
    cts.CancelAfter(TimeSpan.FromSeconds(5));
    await task.WaitAsync(cts.Token);
}
catch (TaskCanceledException)
{
    Console.WriteLine("Task cancelled");
}
finally
{
    Console.WriteLine(string.Join(",", tasks.Select(t => t.Status.ToString())));
    Console.WriteLine(task.Status);
}

await Task.Delay(TimeSpan.FromSeconds(5));
Console.WriteLine(string.Join(",", tasks.Select(t => t.Status.ToString())));
Console.WriteLine(task.Status);

输出结果如下：

Task cancelled
RanToCompletion,WaitingForActivation,WaitingForActivation
WaitingForActivation
RanToCompletion,RanToCompletion,RanToCompletion
RanToCompletion

使用 CancellationToken 的时候抛出的异常是  TaskCanceledException，而不是前面的 TimeoutException

而抛异常的行为和前面一样，并不会影响原来 Task 的状态

Another Sample

我们再来看一个既使用 Timeout 又使用取消令牌的一个示例吧

try
{
    await Task.Delay(TimeSpan.FromSeconds(5))
      .WaitAsync(TimeSpan.FromSeconds(3), CancellationToken.None);
}
catch(Exception ex)
{
    Console.WriteLine(ex.GetType().Name);
}

try
{
    using var cancellationTokenSource = new CancellationTokenSource();
    cancellationTokenSource.CancelAfter(TimeSpan.FromSeconds(2));
    await Task.Delay(TimeSpan.FromSeconds(5))
      .WaitAsync(TimeSpan.FromSeconds(10), cancellationTokenSource.Token);
}
catch(Exception ex)
{
    Console.WriteLine(ex.GetType().Name);
}

输出结果如下：

TimeoutException
TaskCanceledException

可以看出来哪一个条件 WaitAsync 的条件先满足，抛出的就是哪一个对应的异常，两个异常都没有的就可以正常结束

More

WaitAsync 方法可以解决很多需要等待或者设置 Timeout 的场景，官方支持了这个 API 以后很多 TimeoutAfter/WithCancellationToken 之类的扩展方法可以去掉了

WaitAsync 抛出的异常需要针对处理，如果是 Timeout 则是 TimeoutException 如果是 CancellationToken Cancel 引发的异常则是 TaskCanceledException

References

• https://github.com/dotnet/runtime/pull/48842

• https://github.com/dotnet/runtime/blob/v6.0.0-preview.7.21377.19/src/libraries/Common/tests/System/Threading/Tasks/TaskTimeoutExtensions.cs

• https://github.com/WeihanLi/SamplesInPractice/blob/master/net6sample/WaitAsyncSample/Program.cs