C# Windows 异步 Ping 网络 - 每次运行的结果不同

Question

我编写了一个异步 ping 子网的类。它可以工作，但是，返回的主机数量有时会在运行之间发生变化。一些问题：

• 我在下面的代码中做错了吗？
• 我能做些什么来让它更好地工作？

ScanIPAddressesAsync() 方法是这样调用的：

NetworkDiscovery nd = new NetworkDiscovery("192.168.50.");
nd.RaiseIPScanCompleteEvent += HandleScanComplete;
nd.ScanIPAddressesAsync();

namespace BPSTestTool
{

    public class IPScanCompleteEvent : EventArgs
    {
        public List<String> IPList { get; set; }

        public IPScanCompleteEvent(List<String> _list)
        {
            IPList = _list;
        }
    }

    public class NetworkDiscovery
    {
        private static object m_lockObj = new object();
        private List<String> m_ipsFound = new List<string>();
        private String m_ipBase = null;


        public List<String> IPList
        {
            get { return m_ipsFound; }
        }

        public EventHandler<IPScanCompleteEvent> RaiseIPScanCompleteEvent;

        public NetworkDiscovery(string ipBase)
        {
            this.m_ipBase = ipBase;
        }

        public async void ScanIPAddressesAsync()
        {
            var tasks = new List<Task>();

            m_ipsFound.Clear();
            await Task.Run(() => AsyncScan());
            return;
        }

        private async void AsyncScan()
        {
            List<Task> tasks = new List<Task>();
            for (int i = 2; i < 255; i++)
            {
                String ip = m_ipBase + i.ToString();

                if (m_ipsFound.Contains(ip) == false)
                {
                    for (int x = 0; x < 2; x++)
                    {
                        Ping p = new Ping();
                        var task = HandlePingReplyAsync(p, ip);
                        tasks.Add(task);
                    }
                }
            }
            await Task.WhenAll(tasks).ContinueWith(t =>
            {
                OnRaiseIPScanCompleteEvent(new IPScanCompleteEvent(m_ipsFound));
            });
        }

        protected virtual void OnRaiseIPScanCompleteEvent(IPScanCompleteEvent args)
        {
            RaiseIPScanCompleteEvent?.Invoke(this, args);
        }

        private async Task HandlePingReplyAsync(Ping ping, String ip)
        {
            PingReply reply = await ping.SendPingAsync(ip, 1500);

            if ( reply != null && reply.Status == System.Net.NetworkInformation.IPStatus.Success)
            {
                lock (m_lockObj)
                {
                    if (m_ipsFound.Contains(ip) == false)
                    {
                        m_ipsFound.Add(ip);
                    }
                }
            }
        }
    }
}

Answer 1

我看到的一个问题是async void。甚至允许async void 的唯一原因仅适用于事件处理程序。如果它不是事件处理程序，那就是危险信号。

异步方法总是开始同步运行，直到第一个await 作用于不完整的Task。在您的代码中，位于await Task.WhenAll(tasks)。此时，AsyncScan 返回 - 在所有任务完成之前。通常，它会返回一个Task，让你知道它什么时候完成，但由于方法签名是void，它不能。

现在看看这个：

await Task.Run(() => AsyncScan());

当AsyncScan() 返回时，从Task.Run 返回的Task 完成并且您的代码继续前进，在所有 ping 完成之前。

因此，当您报告结果时，结果的数量将是随机的，具体取决于您在显示结果之前完成了多少。

如果您想确保在继续之前完成所有 ping 操作，请更改 AsyncScan() 以返回 Task：

private async Task AsyncScan()

并更改 Task.Run 以等待它：

await Task.Run(async () => await AsyncScan());

但是，您也可以去掉 Task.Run 并拥有这个：

await AsyncScan();

Task.Run 在单独的线程中运行代码。这样做的唯一原因是在 UI 应用程序中，您希望将 CPU 繁重的计算从 UI 线程中移出。当你只是在做这样的网络请求时，这是没有必要的。

除此之外，您还在这里使用async void：

public async void ScanIPAddressesAsync()

这意味着无论您打电话到哪里ScanIPAddressesAsync() 都无法等到一切都完成。将其更改为 async Task 并等待它。

Answer 2

这段代码需要大量的重构，像这样的并发错误很难查明。我的赌注是await Task.Run(() => AsyncScan());，这是错误的，因为AsyncScan() 是async，而Task.Run(...) 将在完成之前返回。

我的第二个猜测是m_ipsFound，它被称为共享状态。这意味着可能有许多线程同时对此进行读写。 List<T> 不是这个的数据类型。

另外，在方法的最后一行使用return 并不会增加可读性，async void 是一种被禁止的做法。始终使用async Task，即使您什么也不返回。你可以阅读更多关于this很好的答案。