StackOverflowExceptions堆棧展開時的嵌套異步方法

我們有很多嵌套的異步方法，並查看我們不太瞭解的行爲。就拿這個簡單的C＃控制檯應用程序StackOverflowExceptions堆棧展開時的嵌套異步方法

using System; 
using System.Collections.Generic; 
using System.Diagnostics; 
using System.Linq; 
using System.Text; 
using System.Threading; 
using System.Threading.Tasks; 

namespace AsyncStackSample 
{ 
    class Program 
    { 
    static void Main(string[] args) 
    { 
     try 
     { 
     var x = Test(index: 0, max: int.Parse(args[0]), throwException: bool.Parse(args[1])).GetAwaiter().GetResult(); 
     Console.WriteLine(x); 
     } 
     catch(Exception ex) 
     { 
     Console.WriteLine(ex); 
     } 
     Console.ReadKey(); 
    } 

    static async Task<string> Test(int index, int max, bool throwException) 
    { 
     await Task.Yield(); 

     if(index < max) 
     { 
     var nextIndex = index + 1; 
     try 
     { 
      Console.WriteLine($"b {nextIndex} of {max} (on threadId: {Thread.CurrentThread.ManagedThreadId})"); 

      return await Test(nextIndex, max, throwException).ConfigureAwait(false); 
     } 
     finally 
     { 
      Console.WriteLine($"e {nextIndex} of {max} (on threadId: {Thread.CurrentThread.ManagedThreadId})"); 
     } 
     } 

     if(throwException) 
     { 
     throw new Exception(""); 
     } 

     return "hello"; 
    } 
    } 
}

當我們運行這個樣本具有下列參數：

AsyncStackSample.exe 2000 false

我們得到一個StackOverflowException，這是我們在控制檯中看到的最後一條消息：

e 331 of 2000 (on threadId: 4)

當我們改變參數到

AsyncStackSample.exe 2000 true

我們結束這個消息

e 831 of 2000 (on threadId: 4)

所以StackOverflowException堆棧（真的不知道我們是否應該稱呼它的平倉出現，但StackOverflowException我們的樣本中的遞歸調用發生後，在同步代碼，StackOverflowException將始終發生在嵌套方法調用中）。在我們拋出異常的情況下，StackOverflowException甚至更早發生。

我們知道我們可以在finally塊調用Task.Yield（）解決這個問題，但是我們有幾個問題：

爲什麼堆棧生長平倉路徑（上相比於方法，不會導致線程切換在等待）？
爲什麼StackOverflowException在異常情況下發生得比在我們不拋出異常的時候早？

來源

2017-06-26 Michiel Overeem

這可能是有用的https://stackoverflow.com/questions/13808166/recursion-and-the-await-async-keywords – Bit

謝謝@Bit，雖然它觸及相同的主題，它不回答我們的具體問題。 –

也相關，但我從來沒有給予回報的旅程很多考慮：https：//stackoverflow.com/questions/35464468/async-recursion-where-is-my-memory-actually-going – spender

爲什麼堆棧在展開路徑上增長（與不會導致線程在await上切換的方法相比）？

的核心原因是因爲await schedules its continuations with the TaskContinuationOptions.ExecuteSynchronously flag。

因此，當執行「最內層」Yield時，最終會產生3000個不完整的任務，每個「內部」任務持有完成回調，完成下一個內部任務。這一切都在堆。

當最Yield簡歷（上一個線程池線程），繼續（同步）執行的Test方法，它完成其任務，該任務（同步）執行的Test方法的其餘部分，完成的其餘部分它的任務等等，幾千次。因此，每個任務完成後，該線程池線程上的調用堆棧實際上是增長。

就我個人而言，我覺得這種行爲令人驚訝，並將其報告爲一個錯誤。但是，這個錯誤被微軟封爲「按設計」。有趣的是，JavaScript中的Promises規範（並且通過擴展，await的行爲）總是有承諾完成異步運行，並且從未同步。這讓一些JS開發人員感到困惑，但這是我期望的行爲。

通常情況下，它可以正常工作，並且ExecuteSynchronously可以作爲次要的性能改進。但是，正如你所指出的那樣，有一些像「異步遞歸」的場景可能導致StackOverflowException。

There are some heuristics in the BCL to run continuations asynchronously if the stack is too full，但他們只是啓發式，並不總是工作。

爲什麼StackOverflowException在Exception的情況下比在我們不拋出異常的時候更早出現？

這是一個很好的問題。我不知道。 :)

來源

2017-06-26 15:41:04

感謝Stephen的偉大答案。任何想法如何得到第二個問題的答案？ –

你可以把它作爲一個單獨的問題。這樣就非常具體 - 只有一個問題。 –

StackOverflowExceptions堆棧展開時的嵌套異步方法

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