修复了按顺序执行的 C# 异步方法

Question

我遇到的问题是对我正在执行的异步方法的调用是按顺序发生的。我正在将调用的任务添加到 ConcurrentBag 并等待包中的任务。我不关心这些调用的结果，我只需要确认它们已完成。但是，这些调用是完全按顺序发生的，这非常令人困惑。有问题的方法通过带有参数化查询的 Npgsql 执行一些 PostgreSQL 查询。调用者获取一棵我们自己的数据树，并拉出树中的所有节点并遍历节点并对它们执行此任务。我还使用了一个自定义 AsyncHelper 类，它将遍历 IEnumerable 实现器中的任务并等待其中的任务。我的 Tree 实现和 AsyncHelper 都在另一段代码中进行了测试，该代码执行与此代码相同的基本原则，它按预期异步执行任务。

我添加了对函数调用的日志记录，以确认这些是按顺序发生的。我还从包中取出方法并运行该方法，它仍然做同样的事情，它按顺序发生并且在完成之前不会继续我的循环。我所有的方法都被标记为异步，直到循环之后我才等待它们。

//method executing sequentially
public static async Task<List<ContactStatistic>> getContactStats(Guid tenantId, DateTime start, DateTime end, Breakdown breakdown) {
    if (!await Postgres.warmConnection(5)) { return null; }
    var hierarchy = await getTreeForTenant<TenantContactStatsNode>(tenantId);

    //perform calculations to determine stats for each element
    var calculationTasks = new ConcurrentBag<Task>();
    var allData = await hierarchy.getAllData();
    var timestampGotAllData = DateTime.Now;

    foreach (var d in allData) {
        calculationTasks.Add(d.getContactStats(start, end, breakdown));
    }

    Console.WriteLine("about to await all the tasks");
    //await the tasks to complete for calculations
    await AsyncHelper.waitAll(calculationTasks);
}


//method it's calling
public async Task getContactStats(DateTime start, DateTime end, Breakdown breakdown) {
    //perform two async postgres calls
    //await postgres calls
    //validate PG response
    //perform manipluation on this object with data from the queries
}

我希望第一次调用调用第二个函数，将任务添加到包中，并在完成后等待它们。实际发生的是该方法正在运行、完成，然后添加到包中。

* 编辑 *

以下是第二次调用的完整代码。它根据时间从数据库中获取一些数据，填补回退时间之间的空白，因此我们有一个完全顺序的返回列表，包括数据库中没有数据的所有时间，并将其放入对象级变量中

public async Task getContactStats(DateTime start, DateTime end, Breakdown breakdown) {
    if (breakdown == Breakdown.Month) {
        //max out month start day to include all for the initial month in the initial count
        start = new DateTime(start.Year, start.Month, DateTime.DaysInMonth(start.Year, start.Month));
    } else {
        //day breakdown previous stats should start the day before given start day
        start = start.AddDays(-1);
    }

    var tran = new PgTran();
    var breakdownQuery = breakdown == Breakdown.Day ? Queries.GET_CONTACT_DAY_BREAKDOWN : Queries.GET_CONTACT_MONTH_BREAKDOWN;
    tran.setQueries(Queries.GET_CONTACT_COUNT_BEFORE_DATE, breakdownQuery);
    tran.setParams(new NpgsqlParameter("@tid", tenantId), new NpgsqlParameter("@start", start), new NpgsqlParameter("@end", end));
    var tranResults = await Postgres.getAll<ContactDayStatistic>(tran);
    //ensure transaction returns two query results
    if (tranResults == null || tranResults.Count != 2) { return; }


    //ensure valid past count was retrieved
    var prevCountResult = tranResults[0];
    if (prevCountResult == null || prevCountResult.Count != 1) { return; }
    var prevStat = new ContactDayStatistic(start.Day, start.Month, start.Year, prevCountResult[0].count);
    //ensure valid contact stat breakdown was retrieved
    var statBreakdown = tranResults[1];
    if (statBreakdown == null) { return;}

    var datesInBreakdown = new List<DateTime?>();
    //get all dates in the returned stats
    foreach (var e in statBreakdown) {
        var eventDate = new DateTime(e.year, e.month, e.day);
        if (datesInBreakdown.Find(item => item == eventDate) == null)
            datesInBreakdown.Add(eventDate);
    }
    //sort so they are sequential
    datesInBreakdown.Sort();

    //initialize timeline starting with initial breakdown
    var fullTimeline = new List<ContactStatistic>();
    //convert initial stat to the right type for final display
    fullTimeline.Add(breakdown == Breakdown.Month ? new ContactStatistic(prevStat) : prevStat);
    foreach (var d in datesInBreakdown) {
        //null date is useless, won't occur, nullable date just for default value of null
        if (d == null) { continue; }
        var newDate = d.Value;
        //fill gaps between last date given and this date
        ContactStatistic.fillGaps(breakdown, newDate, prevStat.getDate(), prevStat.count, ref fullTimeline, false);
        //get stat for this day
        var stat = statBreakdown.Find(item => d == new DateTime(item.year, item.month, item.day));
        if (stat == null) { continue; }
        //add last total for a rolling total of count
        stat.count += prevStat.count;
        fullTimeline.Add(breakdown == Breakdown.Month ? new ContactStatistic(stat) : stat);
        prevStat = stat;
    }
    //fill gaps between last date and end
    ContactStatistic.fillGaps(breakdown, end, prevStat.getDate(), prevStat.count, ref fullTimeline, true);
    //cast list to appropriate return type
    contactStats.Clear();
    contactStats = fullTimeline;
}

* 编辑 2 * 这是 AsyncHelper 用于等待这些任务的代码。这个函数非常适合使用相同框架的其他代码，它基本上只是清理必须等待枚举任务的代码。

public static async Task waitAll(IEnumerable<Task> coll) {
    foreach (var taskToWait in coll) {
        await taskToWait;
    }  
}

* 编辑 3 * 根据建议，我将 waitAll() 更改为使用 Task.WhenAll() 而不是 foreach 循环，但是问题仍然存在。

public static async Task waitAll(IEnumerable<Task> coll) {
    await Task.WhenAll(coll);
}

* 编辑 4 * 为了确保不是 Postgres 调用导致这种情况发生，我将第二种方法更改为仅执行打印行，然后休眠 200 毫秒以保持执行路径清晰。我仍然注意到这是完全按顺序发生的（甚至导致我对该函数的 POST 超时，因为实际的实际调用需要将近 20 毫秒）。下面是演示该更改的代码

public async Task getContactStats(DateTime start, DateTime end, Breakdown breakdown) {
    Console.WriteLine("CALLED!");
    Thread.Sleep(200);
}

* 编辑 5 * 根据建议，我尝试了一个并行的 foreach 来尝试填充任务的 ConcurrentBag 而不是普通的 foreach。我在这里遇到了一个问题，即并行 foreach 会在第一次添加完成后完成，并且不会一次添加所有任务。

var calculationTasks = new ConcurrentBag<Task>();
var allData = await hierarchy.getAllData();
var timestampGotAllData = DateTime.Now;
Parallel.ForEach(allData, item => {
    Console.WriteLine("trying parallel foreach");
    calculationTasks.Add(item.getContactStats(start, end, breakdown));
});

Console.WriteLine("about to await all the tasks");
//await the tasks to complete for calculations
await AsyncHelper.waitAll(calculationTasks);

* 编辑 6 * 为了视觉，我运行了代码并做了一些输出来显示正在发生的怪事。执行代码如下：

foreach (var d in allData) {
    Console.WriteLine("Adding call to bag");
    calculationTasks.Add(d.getContactStats(start, end, breakdown));
    Console.WriteLine("Done adding call to bag");
}

输出为：https://i.imgur.com/3y5S4eS.png

因为它每次都打印“CALLED”，所以“Done！”在“完成对包的调用”之前，这些执行是按顺序发生的，而不是像预期的那样异步。

Answer 1

我对此的直觉是，这将与您在方法中打开的交易有关。由于这里似乎有一些自定义类，因此很难准确判断代码中发生了什么 - 但是当您打开事务时是否可能会发生一些锁定？由于这发生在您第一次等待之前，它必须在等待代码之前“按顺序”运行。

您的自定义 'waitall' 方法似乎不是问题，但您应该考虑删除它并使用内置的 Task.WhenAll 来异步等待这些。

Answer 2

试试这个：

foreach (var d in allData) 
{
    calculationTasks.Add(Task.Run(() => d.getContactStats(start, end, breakdown)));
}

//Other code here
//...

Task.WaitAll(calculationTasks.ToArray());

我们实际上是在创建一个“运行”您的方法的任务。然后我们等待这些任务完成。

诚然，我不完全确定为什么您的版本会阻塞，但这似乎可以解决问题。

更新：

我通过输出线程 id 进行测试，并且 OP 的版本在同一个线程上执行任务。也许线程被包锁住了，这迫使新任务等待？我提出的解决方案在不同的线程 ID 上产生了结果，我认为这可以解释为什么它不会阻塞。