.NET 中让 Task 支持带超时的异步等待

Task 自带有很多等待任务完成的方法，有的是实例方法，有的是静态方法。有的阻塞，有的不阻塞。不过带超时的方法只有一个，但它是阻塞的。

本文将介绍一个非阻塞的带超时的等待方法。

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Task 已有的等待方法

Task 实例已经有的等待方法有这些：

▲ Task 实例的等待方法

一个支持取消，一个支持超时，再剩下的就是这两个的排列组合了。

但是 Task 实例的等待方法都有一个弊端，就是 阻塞。如果你真的试图去等待这个 Task，势必会占用一个宝贵的线程资源。所以通常不建议这么做。

另外，Task 还提供了静态的等待方法：

▲ Task 静态的等待方法

Task.Wait 提供的功能几乎与 Task 实例的 Wait 方法是一样的，只是可以等待多个 Task 的实例。而 Task.When 则是真正的异步等待，不阻塞线程的，可以节省一个线程资源。

可是，依然只有 Task.Wait 这种阻塞的方法才有超时，Task.When 系列是没有的。

我们补充一个带超时的一步等待方法

Task 有一个 Delay 静态方法，我们是否可以利用这个方法来间接实现异步非阻塞的等待呢？

答案是可以的，我们有 Task.WhenAny 可以在多个任务的任何一个完成时结束。我们的思路是要么任务先完成，要么超时先完成。

于是我们可以先建一个新的 Task，即 Task.Delay(timeout)，再比较这两个 Task 的执行先后：

public static async Task<TResult> WaitAsync<TResult>(Task<TResult> task, TimeSpan timeout)
{
    if (await Task.WhenAny(task, Task.Delay(timeout)) == task)
    {
        return await task;
    }
    throw new TimeoutException("The operation has timed out.");
}

考虑延时任务可以取消，于是我们可以使用 CancellationTokenSource。

将这个方法封装成 Task 的扩展方法：

namespace Walterlv
{
    public static class TaskWaitingExtensions
    {
        public static async Task<TResult> WaitAsync<TResult>(this Task<TResult> task, TimeSpan timeout)
        {
            using (var timeoutCancellationTokenSource = new CancellationTokenSource())
            {
                var delayTask = Task.Delay(timeout, timeoutCancellationTokenSource.Token);
                if (await Task.WhenAny(task, delayTask) == task)
                {
                    timeoutCancellationTokenSource.Cancel();
                    return await task;
                }
                throw new TimeoutException("The operation has timed out.");
            }
        }
    }
}

于是我们就可以在任意的 Task 实例上调用 Task.WaitAsync 来获取带超时的等待了。

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参考资料

• c# - Asynchronously wait for Task to complete with timeout - Stack Overflow