MVC 如何在一个同步方法（非async）方法中等待async方法

MVC 如何在一个同步方法（非async）方法中等待async方法

问题

首先，在ASP.NET MVC 环境下对async返回的Task执行Wait()会导致线程死锁。例：

        public ActionResult Asv2()
        {
            //dead lock
            var task = AssignValue2();
            task.Wait();
            return Content(_container);
        }
 
        private void Assign()
        {
            _container = "Hello World";
        }

        public async Task AssignValue2()
        {
            await Task.Delay(500);
            await Task.Run(() => Assign());
        }   

这是由于async方法注册的回调要求返回到调用async的线程——而在主线程（action方法所在线程）中又对Task执行了Wait()，相互等待，导致了死锁。

Wait一个async方法是否一定导致死锁（ASP.NET MVC）

否。Task类型的对象有一个ConfigureAwait方法，将参数置为false可以防止回调返回当前线程。但是有一个前提条件：async方法的调用链中的所有async方法都必须指定ConfigureAwait(false)。例：

        public async Task AssignValue2()
        {
            await Task.Delay(500);
            await Task.Run(() => Assign());
        }

        public async Task AssignValue()
        {
            await Task.Run(() => Assign()).ConfigureAwait(false);
        }

        public async Task Wrapped()
        {
            await AssignValue().ConfigureAwait(false);
        }

        public async Task Wrapped2()
        {
            await AssignValue2().ConfigureAwait(false);
        }

        public async Task Update()
        {
            await Task.Run(() => { _container = _container + "Hello "; });
        }

        public async Task Update2()
        {
            await Task.Run(() => { _container = _container + "World"; });
        }

        #region 基本调用

        /// <summary>
        /// 调用层次最深的异步方法（第一个调用的异步方法）不要求返回到主线程
        /// </summary>
        /// <returns></returns>
        public ActionResult Asv1()
        {
            var task = AssignValue();
            task.Wait();
            return Content(_container);
        }

        /// <summary>
        /// ...返回主线程
        /// </summary>
        /// <returns></returns>
        public ActionResult Asv2()
        {
            //dead lock
            var task = AssignValue2();
            task.Wait();
            return Content(_container);
        }

        /// <summary>
        /// 所有都不要求返回主线程
        /// </summary>
        /// <returns></returns>
        public ActionResult Wrp()
        {
            var task = Wrapped();
            task.Wait();
            return Content(_container);
        }

        /// <summary>
        /// 其中一个要求返回主线程
        /// </summary>
        /// <returns></returns>
        public ActionResult Wrp2()
        {
            //dead lock
            var task = Wrapped2();
            task.Wait();
            return Content(_container);
        }

        #endregion

可以看到，在Asv()与Wrp()中，分别直接Wait了AssignValue()与Wrapped()返回的Task，并没有造成死锁。因为这两个方法的调用链中的所有的async操作都被配置为不返回当前线程（Action所在线程）。另外两个标记为2的对比方法则不然，结果也相反。

对async调用链的一点理解

首先，await之后的代码，是作为回调，被注册到一个Awaitor对象中。其次，async中的Task是被成为promised风格的，也就是，被await的async方法承诺：“我会来回调你后面的这些逻辑（不是现在）”。那么对于以下的伪代码：

        public async Task A()
        {
            await Task.Run(() => { });
        }

        public async Task B()
        {
            await A();
            //B.L
        }

        public async Task C()
        {
            await B();
            //C.L
        }

如果我们调用了C()，运行期间的事情是：运行B()->运行A()，然后：将//B.L部分代码注册到A的回调当中->将//C.L部分代码注册到B的回调当中。也就是说，await之前的操作和注册的操作都是在当前线程完成的。那么，如果没有ConfigureAwait(false)，所有的回调操作都会期望返回到主线程。所以会导致各种线程死锁。

总的来说，async这个关键字像是给C#开了点了新技能吧，以非常清新的方式就让方法“天然”支持了异步（想想各种StartNew各种ContinueWith，嵌套层次一深的时候，那简直...）。另外，ContinueWith会切换线程，也会带来开销。

在同步方法中Wait

async与await几乎是自成体系的，只要await一个async方法，就会被要求将本方法标记为async，随着不断地接触，个人感觉这是可以理解的（然而我解释不来）。

根据上面的分析，之所以会导致线程锁，主要原因是回调要求返回到调用线程（主线程），而作为一个同步方法，主线程必然是要等待的。所以解决方案也比较明确：想办法别让回调返回到主线程——即：在另外一个线程中调用async方法。先看看失败的例子：

        #region 次线程创建，主线程wait
        //高概率 dead lock

        public ActionResult TcreateMwait()
        {
            Task task = null;
            Task.Run(() => { task = AssignValue2(); }).Wait();
            task.Wait();
            return Content(_container);
        }

        public ActionResult TcreateMunwait()
        {
            //主线程不等待的对比组
            Task task = null;
            Task.Run(() => { task = AssignValue2(); }).Wait();
            return Content(_container);
        }

        #endregion

我无法理解为何这个会失败——肯定是我对Task以及线程的理解有问题，我回去补补课，这个先放这里。然后是成功的例子：

#region 次线程创建，次次线程wait（continue with），主线程wait次次线程

        public ActionResult Twait()
        {
            Task task = null;
            Task.Run(() => { task = AssignValue(); })
                .ContinueWith(token => task.Wait())
                .Wait();
            return Content(_container);
        }

        public ActionResult Twait2()
        {
            Task.Run(() => AssignValue2())
                .ContinueWith(task => { task.Wait(); })
                .Wait();
            return Content(_container);
        }

        public ActionResult Swait()
        {
            AsyncHelper.InvokeAndWait(AssignValue2);
            return Content(_container);
        }

        #endregion

然后，这里提供了一个辅助方法：

        public static void InvokeAndWait(Func<Task> asyncMethod)
        {
            Task.Run(() => asyncMethod())
                .ContinueWith(task => task.Wait())
                .Wait();
        }

小插曲：Resharp会提示你把()=>asyncMethod()直接使用asyncMethod代替，别信。

最后是对这个辅助方法的一些测试：

       #region waitsafely examples

        public ActionResult Inorder()
        {
            AsyncHelper.InvokeAndWait(Update);
            AsyncHelper.InvokeAndWait(Update2);
            return Content(_container);
        }

        public ActionResult NotInOrder()
        {
            AsyncHelper.InvokeAndWait(() => Task.WhenAll(Update(), Update2()));
            return Content(_container);
        }

        #endregion

最后，这里是使用的所有代码，欢迎指点：

namespace Dpfb.Manage.Controllers
{
    public class AsyncsController : Controller
    {
        private void Assign()
        {
            _container = "Hello World";
        }

        private static string _container;

        protected override void OnActionExecuting(ActionExecutingContext filterContext)
        {
            _container = string.Empty;
        }

        public async Task AssignValue2()
        {
            await Task.Delay(500);
            await Task.Run(() => Assign());
        }

        public async Task AssignValue()
        {
            await Task.Run(() => Assign()).ConfigureAwait(false);
        }

        public async Task Wrapped()
        {
            await AssignValue().ConfigureAwait(false);
        }

        public async Task Wrapped2()
        {
            await AssignValue2().ConfigureAwait(false);
        }

        public async Task Update()
        {
            await Task.Run(() => { _container = _container + "Hello "; });
        }

        public async Task Update2()
        {
            await Task.Run(() => { _container = _container + "World"; });
        }

        #region 基本调用

        /// <summary>
        /// 调用层次最深的异步方法（第一个调用的异步方法）不要求返回到主线程
        /// </summary>
        /// <returns></returns>
        public ActionResult Asv1()
        {
            var task = AssignValue();
            task.Wait();
            return Content(_container);
        }

        /// <summary>
        /// ...返回主线程
        /// </summary>
        /// <returns></returns>
        public ActionResult Asv2()
        {
            //dead lock
            var task = AssignValue2();
            task.Wait();
            return Content(_container);
        }

        /// <summary>
        /// 所有都不要求返回主线程
        /// </summary>
        /// <returns></returns>
        public ActionResult Wrp()
        {
            var task = Wrapped();
            task.Wait();
            return Content(_container);
        }

        /// <summary>
        /// 其中一个要求返回主线程
        /// </summary>
        /// <returns></returns>
        public ActionResult Wrp2()
        {
            //dead lock
            var task = Wrapped2();
            task.Wait();
            return Content(_container);
        }

        #endregion

        #region 次线程创建，次次线程wait（continue with），主线程wait次次线程

        public ActionResult Twait()
        {
            Task task = null;
            Task.Run(() => { task = AssignValue(); })
                .ContinueWith(token => task.Wait())
                .Wait();
            return Content(_container);
        }

        public ActionResult Twait2()
        {
            Task.Run(() => AssignValue2())
                .ContinueWith(task => { task.Wait(); })
                .Wait();
            return Content(_container);
        }

        public ActionResult Swait()
        {
            AsyncHelper.InvokeAndWait(AssignValue2);
            return Content(_container);
        }

        #endregion

        #region 次线程创建，主线程wait
        //高概率 dead lock

        public ActionResult TcreateMwait()
        {
            Task task = null;
            Task.Run(() => { task = AssignValue2(); }).Wait();
            task.Wait();
            return Content(_container);
        }

        public ActionResult TcreateMunwait()
        {
            //主线程不等待的对比组
            Task task = null;
            Task.Run(() => { task = AssignValue2(); }).Wait();
            return Content(_container);
        }

        #endregion

        #region waitsafely examples

        public ActionResult Inorder()
        {
            AsyncHelper.InvokeAndWait(Update);
            AsyncHelper.InvokeAndWait(Update2);
            return Content(_container);
        }

        public ActionResult NotInOrder()
        {
            AsyncHelper.InvokeAndWait(() => Task.WhenAll(Update(), Update2()));
            return Content(_container);
        }

        #endregion


        public async Task A()
        {
            await Task.Run(() => { });
        }

        public async Task B()
        {
            await A();
            //B.L
        }

        public async Task C()
        {
            await B();
            //C.L
        }
    }
}