Asynchrone Programmierung in C#: Gemeinsame Fallstricke und Best Practices

Verwenden Sie immer Async/warten Sie bis nach unten, anstatt mit .Result oder .wait () zu blockieren, um Deadlocks in kontextbewussten Umgebungen zu verhindern. 2. Vermeiden Sie das Mischen von synchronem und asynchronem Code, indem sichergestellt wird, dass der gesamte Anrufstapel asynchron ist. 3.. Verwenden Sie ConfigureAwait (FALSE), wenn der ursprüngliche Kontext insbesondere in Bibliotheken nicht benötigt wird, um die Leistung zu verbessern und das Deadlock -Risiko zu verringern. 4. Behandeln Sie Ausnahmen durch, indem Sie auf asynchronische Methoden in Try/Catch -Blöcken warten, da Ausnahmen nicht direkt geworfen werden. 5. Bevorzugen Sie eine asynchronisierte Aufgabe gegenüber asynchronen Leere mit Ausnahme von Ereignishandlern, um die ordnungsgemäße Fehlerbehandlung und Testbarkeit zu ermöglichen. 6. Task verwenden.Wenall für parallele asynchronisierte Operationen anstatt Schleifen oder parallel.foreach zu blockieren; 7. Vermeiden Sie asynchronen Lambdas in synchronen LINQ -Methoden, um unbeabsichtigte Listen von nicht erwarteten Aufgaben zu verhindern - stellt sicher, dass die Aufgaben ordnungsgemäß erwartet werden, was zu wartbaren, skalierbaren und robusten asynchronen Anwendungen führt.

Die asynchrone Programmierung in C# ist ein leistungsstarkes Tool zur Verbesserung der Reaktionsfähigkeit und Skalierbarkeit von Anwendungen, insbesondere wenn es sich um I/O-gebundene Vorgänge wie Dateizugriff, Netzwerkanrufe oder Datenbankabfragen handelt. Der Missbrauch von asynchronisiert/wartet kann jedoch zu subtilen Fehler, Leistungsproblemen oder Deadlocks führen. Hier finden Sie allgemeine Fallstricke und Best Practices, mit denen Sie robuste und effiziente asynchrone Code schreiben können.

Vermeiden von Deadlocks mit ordnungsgemäßem asynchronen Fluss

Eines der häufigsten Probleme im asynchronen C# -Code ist der Deadlock , der beim Blockieren von asynchronen Methoden auftritt.

Das Problem

Dies geschieht häufig beim Aufrufen von .Result oder .Wait() in einer Task aus einer kontextbewussten Umgebung wie ASP.NET (Pre-Core) oder UI-Threads (WinForms, WPF):

 // ❌ gefährlich - kann Deadlock verursachen
öffentliche String getData ()
{
    return getDataasync (). Ergebnis;
}

Wenn GetDataAsync() beginnt, erfasst es den aktuellen Synchronisationskontext. Wenn es auf den Treffer await , versucht es, denselben Kontext wieder aufzunehmen. Aber der Thread ist blockiert und wartet auf das Ergebnis, sodass er die Fortsetzung nicht verarbeiten kann - was zu einem Deadlock führt.

Die Lösung

Verwenden Sie immer async / await den ganzen Weg nach unten. Blockieren Sie den asynchronen Code nicht:

 // ✅ richtig
public async task <string> getData ()
{
    Rückkehr warten auf getDataasync ();
}

Wenn Sie sich in einem Einstiegspunkt der obersten Ebene befinden (wie eine Konsolen-App-Hauptmethode), verwenden Sie .GetAwaiter().GetResult() anstelle von .Result , um einige kontextbezogene Probleme zu vermeiden:

 static void main () => mainasync (). getAwaiter (). getResult ();

statische asynchronisierte Aufgabe mainasync ()
{
    Warten Sie GetDataasync ();
}

Verwenden Sie Async ganz nach unten

Vermeiden Sie es, synchrone und asynchrone Code im selben Call -Pfad zu mischen. Wenn eine Methode asynchronisiert ist, sollten die Anrufer im Allgemeinen auch asynchron sein.

• Wickeln Sie keine asynchronen Anrufe in synchronen Verpackungen ein.
• Erstellen Sie keine Sync-Over-Async-Methoden, es sei denn, dies ist unbedingt erforderlich (z. B. für die Kompatibilität).

Dieser Prinzip gewährleistet:

• Bessere Ressourcennutzung
• Vermeidung von Fadenpool -Hunger
• Clearer Code Flow und Ausnahmebehandlung

Beispiel dafür, was zu vermeiden ist:

 Public String GetUserData (int ID)
{
    var task = getUserasync (id);
    task.wait (); // Blöcke Thread
    return task.result;
}

Machen Sie stattdessen den gesamten Stapel asynchronisch:

 public async task <string> getUserDataasync (int id)
{
    return erwarten GetUserasync (ID);
}

Konfigurieren Sie immer auf Wartezeit, wenn möglich

Wenn Sie den ursprünglichen Kontext (z. B. in Bibliotheken oder Hintergrunddiensten) nicht wieder aufnehmen müssen, verwenden Sie ConfigureAwait(false) um unnötigen Kontext zu vermeiden.

 // ✅ Best Practice in Bibliotheken
public async task <string> fetchdataasync ()
{
    var response = warte _httpclient.getStringAsync (URL)
        .ConfigureAwait (falsch);

    Rückgabeprozess (Antwort);
}

Warum das zählt:

• Verbessert die Leistung, indem Sie Kontextschalter vermeiden
• Reduziert das Risiko von Deadlocks
• Besonders wichtig im wiederverwendbaren Bibliothekscode

Hinweis: In Anwendungscode (z. B. Controller, UI -Ereignishandler) möchten Sie möglicherweise konfigurieren ConfigureAwait(false) wenn Sie nach dem Warten auf UI -Elemente oder MVC -Kontext zugreifen müssen.

Behandeln Sie die Ausnahmen in asynchronen Methoden ordnungsgemäß um

Asynchronisierte Methoden werfen keine Ausnahmen direkt aus - sie geben eine fehlerhafte Task zurück. Sie müssen sie also await um Ausnahmen zu fangen.

 // ❌ Das wird die Ausnahme nicht aufnehmen
versuchen
{
    SomeasyncMethod (); // Feuer und vergessen
}
fangen (Ausnahme ex)
{
    // nie erreicht
}

Erwarten Sie immer und behandeln Sie Ausnahmen:

 // ✅ Richtige Ausnahmebehandlung
versuchen
{
    warten someasyncMethod ();
}
catch (httprequestException ex)
{
    // Netzwerkfehler umgehen
}
fangen (Ausnahme ex)
{
    // andere umgehen
}

Für Feuer-und-vergünstigte Szenarien handeln Sie Ausnahmen innerhalb der Aufgabe:

 _ = Task.run (async () =>
{
    versuchen
    {
        erwarten Sie gefährlichoperationasync ();
    }
    fangen (Ausnahme ex)
    {
        Log (ex);
    }
});

Vermeiden Sie Async void - verwenden Sie stattdessen die Aufgabe

async void sollte nur für Event -Handler verwendet werden. Verwenden Sie überall async Task .

Warum async void gefährlich ist:

• Kann nicht erwartet werden
• Ausnahmen gehen an AppDomain.UnhandledException (Mai Crash App)
• Schwer zu testen

 // ❌ Vermeiden Sie außer in Ereignishandlern
private async void button_click (Objektabsender, EventArgs E)

// ✅ Verwenden Sie die Aufgabe für alle anderen Fälle
öffentliche asynchronisierte Aufgabe Doworkasync ()

Seien Sie vorsichtig mit Async in Loops und Linq

Die Verwendung async im Standard for Loops ist normalerweise in Ordnung:

 foreach (var item in items)
{
    Warten Sie processItemasync (item); // Prozesse nacheinander
}

Aber seien Sie vorsichtig mit paralleler Ausführung:

• Verwenden Sie nicht blind Parallel.ForEach .
• Verwenden Sie Task.WhenAll für eine echte parallele asynchronisierende Verarbeitung:

 Warten Sie auf Task.whenall (items.select (Async item =>
{
    Warten Sie processItemasync (item);
}));

Vermeiden Sie außerdem async Lambdas in synchronen Linq -Methoden:

 // ❌ das tut nicht das, was du denkst
items.Select (asynchronen x => wartet Transform (x)). Tolist ();

Das schafft eine Liste von nicht erwarteten Aufgaben. Stattdessen:

 var resends = act auf task.whenAll (items.select (async x => wartet Transform (x)));

Zusammenfassung der Best Practices

• ✅ await immer asynchronisierte Methoden - blockieren Sie niemals mit .Result oder .Wait()
• ✅ Verwenden Sie async ganz oben im Anrufstapel
• ✅ Verwenden Sie ConfigureAwait(false) in Bibliotheken
• ✅ Behandeln Sie Ausnahmen über try/catch auf await
• async void async Task
• ✅ Verwenden Sie Task.WhenAll für parallele asynchronische Operationen
• ✅ Vermeiden Sie es, den Synchronisationskontext zu erfassen, wenn sie unnötig sind

Das Befolgen dieser Praktiken führt zu einem wartbaren, leistungsfähigeren und fehlerfreien asynchronisierteren Code. Der Schlüssel ist Konsistenz - Behandle Async als Ansteckung, die absichtlich durch deine Codebasis verbreitet werden soll, und nicht etwas, das man mit blockierenden Anrufen enthalten kann.

Grundsätzlich, wenn Sie asynchronisiert werden, gehen Sie alles in.

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