C#的JoinBlock的异常处理有什么特点？-C#.Net教程-PHP中文网

JoinBlock本身不主动抛出异常，而是通过Completion Task传播上游异常。当任一上游数据块因异常进入Faulted状态且PropagateCompletion为true时，JoinBlock的Completion Task也会变为Faulted，需通过await joinBlock.Completion并捕获AggregateException来处理异常，确保异常沿数据流正确传递。

c#的joinblock的异常处理有什么特点？

C#中

JoinBlock

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的异常处理，说白了，它自己很少“主动”制造异常，更多的是一个“异常的传声筒”或者说“异常的终结者”——它会把上游数据流中发生的异常反映到自身的完成任务（

Completion

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Task）上。这意味着，如果你想知道

JoinBlock

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这条数据管道里有没有出问题，你得去关注它的

Completion

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Task，而不是指望在它内部的某个操作上直接

try-catch

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。它不会像一个

TransformBlock

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那样，在处理数据时直接抛出你业务逻辑的异常。它更像一个汇聚点，如果汇聚的任何一条支流断了（因为异常），这个汇聚点最终也会显示出“断流”的状态。

解决方案

理解

JoinBlock

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的异常处理，关键在于掌握它的

Completion

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Task。

JoinBlock

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本身在接收和尝试匹配数据时，通常不会因为数据内容而抛出异常，除非是它内部的TPL Dataflow框架自身出现了一些非常底层的问题（这在实际开发中极其罕见）。真正的异常源头，往往来自那些向

JoinBlock

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发送数据的上游数据块（比如

BufferBlock

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、

TransformBlock

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等），或者来自处理

JoinBlock

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输出的下游数据块。

当你连接了多个上游数据块到

JoinBlock

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，并且这些上游数据块中的任何一个因为异常而进入了

Faulted

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状态，那么

JoinBlock

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的

Completion

登录后复制

Task最终也会进入

Faulted

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状态。因此，捕获

JoinBlock

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的异常，最直接有效的方式就是

await

登录后复制

它的

Completion

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Task，并对其进行

try-catch

登录后复制

。

using System;
using System.Threading.Tasks;
using System.Threading.Tasks.Dataflow;

public class JoinBlockExceptionExample
{
    public static async Task RunExample()
    {
        // 假设我们有两个TransformBlock作为JoinBlock的输入源
        var source1 = new TransformBlock<int, int>(async input =>
        {
            Console.WriteLine($"Source1 processing: {input}");
            if (input == 3)
            {
                // 模拟一个上游异常
                throw new InvalidOperationException("Source1 encountered a problem at 3!");
            }
            await Task.Delay(50); // 模拟异步操作
            return input * 10;
        });

        var source2 = new TransformBlock<string, string>(async input =>
        {
            Console.WriteLine($"Source2 processing: {input}");
            if (input == "C")
            {
                // 模拟另一个上游异常
                throw new ArgumentException("Source2 doesn't like 'C'!");
            }
            await Task.Delay(50); // 模拟异步操作
            return input + "X";
        });

        // 创建JoinBlock，期望接收int和string
        var joinBlock = new JoinBlock<int, string>();

        // 将上游块连接到JoinBlock
        // PropagateCompletion设置为true，确保上游块的完成/异常状态会传递给JoinBlock
        source1.LinkTo(joinBlock.Target1, new DataflowLinkOptions { PropagateCompletion = true });
        source2.LinkTo(joinBlock.Target2, new DataflowLinkOptions { PropagateCompletion = true });

        // 创建一个ActionBlock来处理JoinBlock的输出
        var consumerBlock = new ActionBlock<Tuple<int, string>>(tuple =>
        {
            Console.WriteLine($"Consumed joined tuple: ({tuple.Item1}, {tuple.Item2})");
        });

        // 将JoinBlock连接到消费者块
        // 同样，PropagateCompletion确保JoinBlock的完成/异常状态会传递给消费者块
        joinBlock.LinkTo(consumerBlock);

        // 异步发送数据到源块
        var sendTask = Task.Run(async () =>
        {
            source1.Post(1);
            source2.Post("A");
            await Task.Delay(100);

            source1.Post(2);
            source2.Post("B");
            await Task.Delay(100);

            source1.Post(3); // 这会触发Source1的异常
            source2.Post("C"); // 这会触发Source2的异常
            await Task.Delay(100);

            source1.Post(4);
            source2.Post("D");
            await Task.Delay(100);

            source1.Complete();
            source2.Complete();
        });

        try
        {
            // 等待整个数据流完成，并捕获异常
            await Task.WhenAll(sendTask, consumerBlock.Completion);
            Console.WriteLine("Dataflow completed successfully.");
        }
        catch (AggregateException ae)
        {
            // AggregateException是TPL Dataflow异常的常见包装
            foreach (var ex in ae.Flatten().InnerExceptions)
            {
                Console.WriteLine($"Caught an exception in dataflow: {ex.GetType().Name} - {ex.Message}");
            }
        }
        catch (Exception ex)
        {
            Console.WriteLine($"Caught a general exception: {ex.GetType().Name} - {ex.Message}");
        }
    }

    public static void Main(string[] args)
    {
        RunExample().GetAwaiter().GetResult();
        Console.WriteLine("Press any key to exit.");
        Console.ReadKey();
    }
}

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在这个例子里，我刻意让两个上游

TransformBlock

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都可能抛出异常。当它们抛出异常时，这些异常并不会直接在

JoinBlock

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的

Post

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方法调用时就抛出来，而是会使得对应的

source1.Completion

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或

source2.Completion

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任务进入

Faulted

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状态。因为我们设置了

PropagateCompletion = true

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，这个

Faulted

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状态会传递给

JoinBlock

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，最终导致

joinBlock.Completion

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也进入

Faulted

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状态。因此，在最外层

await consumerBlock.Completion

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（或者直接

await joinBlock.Completion

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）时，我们才能捕获到包含所有上游异常的

AggregateException

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。

如何捕获JoinBlock的异常？

捕获

JoinBlock

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的异常，核心策略就是等待它的

Completion

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Task。正如我之前提到的，

JoinBlock

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本身不常在数据处理过程中直接抛出异常，它更像一个“状态接收器”。如果其任何一个输入源（即连接到

Target1

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Target2

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等的目标块）因为自身处理逻辑出错而进入了

Faulted

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状态，那么

JoinBlock

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的

Completion

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Task也会随之进入

Faulted

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状态。

具体操作上，你通常会在整个数据流管道的末端，

await

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最终数据块的

Completion

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Task，或者直接

await joinBlock.Completion

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。当这个

await

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语句抛出异常时，它会是一个

AggregateException

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。这个

AggregateException

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会封装所有导致数据流管道中断的内部异常。你需要遍历

AggregateException.Flatten().InnerExceptions

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来获取并处理每一个具体的异常。

// 假设 joinBlock 已经设置好并连接了上游
try
{
    // 等待 JoinBlock 完成，如果上游有异常，这里会捕获到 AggregateException
    await joinBlock.Completion;
    Console.WriteLine("JoinBlock completed without errors.");
}
catch (AggregateException ae)
{
    Console.WriteLine("JoinBlock completed with errors:");
    foreach (var innerEx in ae.Flatten().InnerExceptions)
    {
        Console.WriteLine($"- {innerEx.GetType().Name}: {innerEx.Message}");
        // 这里可以根据异常类型进行不同的处理，比如记录日志、通知用户等
    }
}
catch (OperationCanceledException)
{
    Console.WriteLine("JoinBlock operation was cancelled.");
    // 通常是 CancellationTokenSource.Cancel() 导致
}
catch (Exception ex)
{
    Console.WriteLine($"An unexpected error occurred: {ex.Message}");
}

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值得注意的是，如果你在创建

LinkTo

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时，没有设置

PropagateCompletion = true

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，那么上游块的完成或异常状态就不会自动传递给下游。在这种情况下，即使上游块出错了，

JoinBlock

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的

Completion

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Task可能也不会变成

Faulted

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，而是会等待所有输入都完成，这可能会导致它永远无法完成，或者完成时没有反映出上游的错误。因此，在构建数据流时，为了实现正确的异常传播，设置

PropagateCompletion = true

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几乎总是必要的。

JoinBlock异常处理与数据流完整性

JoinBlock

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在异常发生时，它对数据流完整性的影响，在我看来，主要体现在它对“匹配”行为的终止上。

JoinBlock

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的任务是等待所有指定输入目标都接收到消息后，才生成一个完整的元组（Tuple）。如果其中一个输入源因为异常而

Faulted

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，

JoinBlock

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就无法再从那个源接收到新的消息了。这意味着，即使其他输入源还在正常发送消息，

JoinBlock

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也可能无法形成完整的元组，因为它缺少了来自故障源的消息。

这有点像一个组装流水线，如果某个零件供应商出问题了，即使其他零件都到位，最终产品也无法组装完成。

JoinBlock

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不会试图“回滚”已经接收但尚未匹配的消息，也不会尝试“跳过”缺失的输入。它就是停在那里，等待那个永远不会到来的消息，直到它的

Completion

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Task因为上游的

Faulted

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状态而最终也

Faulted

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。

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这导致了几个关于数据流完整性的思考：

未匹配消息的去向： 如果一个
```
JoinBlock
```
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的输入源A故障了，而输入源B还在继续发送消息，那么源B的那些消息可能永远不会被匹配，它们就“悬空”在
```
JoinBlock
```
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的内部缓冲区里，直到
```
JoinBlock
```
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最终完成（或者
```
Faulted
```
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）。这可能会导致数据丢失或者内存占用。
部分完成的元组：
```
JoinBlock
```
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不会输出“部分完成”的元组。它要么输出一个完整的元组，要么什么都不输出。因此，如果异常导致某个输入流中断，你不会得到一个只有部分数据的元组。
下游影响： 当
```
JoinBlock
```
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的
```
Completion
```
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Task进入
```
Faulted
```
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状态后，如果它连接了下游数据块（并且
```
PropagateCompletion
```
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为
```
true
```
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），那么下游数据块也会收到这个
```
Faulted
```
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状态，并停止处理新的消息。这确保了异常能够沿着数据流管道传播，避免下游继续处理不完整或错误的数据。

为了维护数据流的完整性，我个人觉得，在

JoinBlock

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之前进行充分的错误处理和验证至关重要。例如，你可以让上游的

TransformBlock

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在遇到问题时，不是直接抛出异常，而是输出一个表示错误的特殊值或者一个

Either<TSuccess, TError>

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类型，这样

JoinBlock

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仍然可以接收到“消息”，只是这个消息代表的是一个错误状态，而不是一个有效数据。然后，在处理

JoinBlock

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输出的下游块中，你可以检查这个特殊值，并据此进行错误处理，而不是让整个数据流中断。这种模式在需要高度容错和不中断的数据流场景中非常有用。

常见JoinBlock异常场景及应对

在实际项目中，

JoinBlock

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相关的异常通常不是它自身的问题，而是其所处的数据流管道的问题。我遇到过的几种常见场景和我的应对策略是：

上游数据块抛出业务逻辑异常：
- 场景：
```
TransformBlock
```
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  在处理数据时，因为业务规则不满足或外部服务调用失败而抛出异常。
- 应对： 这是最常见的。我通常会选择两种处理方式。
  - 立即中断： 如果这个错误是致命的，且后续处理没有意义，那么就让
```
TransformBlock
```
    登录后复制
    抛出异常，并确保
```
PropagateCompletion
```
    登录后复制
    为
```
true
```
    登录后复制
    ，让异常传播到
```
JoinBlock
```
    登录后复制
    ，最终在管道末端捕获
```
AggregateException
```
    登录后复制
    。这适用于“一错皆错”的场景。
  - 错误数据流： 如果希望数据流继续，只是某些数据项有问题，我会在
```
TransformBlock
```
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    中捕获异常，然后返回一个特定的“错误标记”对象，或者将输出类型设计为
```
Result<TSuccess, TError>
```
    登录后复制
    或
```
Either<TSuccess, TError>
```
    登录后复制
    。这样，
```
JoinBlock
```
    登录后复制
    依然会接收到元组，但下游的
```
ActionBlock
```
    登录后复制
    或
```
TransformBlock
```
    登录后复制
    需要识别并处理这些带有错误标记的元组，将它们路由到错误处理分支，而不是中断主流程。这种模式更复杂，但提供了更高的韧性。
上游数据块意外完成或取消：
- 场景： 某个数据源在
```
JoinBlock
```
  登录后复制
  还没凑齐所有匹配项之前就完成了（
```
Complete()
```
  登录后复制
  被调用）或者被取消了（
```
CancellationTokenSource.Cancel()
```
  登录后复制
  ）。
- 应对：
```
JoinBlock
```
  登录后复制
  会等待所有输入都完成。如果一个输入完成，而其他输入还没完成，
```
JoinBlock
```
  登录后复制
  会继续等待。如果其中一个输入是
```
Faulted
```
  登录后复制
  完成，那么
```
JoinBlock
```
  登录后复制
  的
```
Completion
```
  登录后复制
  也会
```
Faulted
```
  登录后复制
  。如果所有输入都正常完成了，
```
JoinBlock
```
  登录后复制
  也会正常完成。这种情况下，异常通常是
```
OperationCanceledException
```
  登录后复制
  （如果涉及到取消令牌）或者
```
AggregateException
```
  登录后复制
  （如果
```
Faulted
```
  登录后复制
  ）。关键在于确保你的数据源在正常情况下都能提供足够的数据来完成匹配，或者在设计上允许部分数据流的提前结束。我常常会使用
```
CancellationTokenSource
```
  登录后复制
  来统一管理整个数据流的生命周期，当外部需要停止时，调用
```
Cancel()
```
  登录后复制
  ，让所有数据块都能感知到取消信号并优雅地停止。
死锁或活锁（与异常处理间接相关）：
- 场景： 虽然不是直接的异常，但在复杂的
```
JoinBlock
```
  登录后复制
  使用中，如果数据生产者和消费者之间的速率不匹配，或者
```
BoundedCapacity
```
  登录后复制
  设置不当，可能会导致数据块被阻塞，看起来像“卡住”了。
- 应对： 这不是异常，但可能导致程序无响应。通常我会：
  - 仔细规划
    BoundedCapacity
    登录后复制
    ：为每个数据块设置合理的容量限制，防止内存无限增长，同时避免过早阻塞。
  - 监控数据流： 通过日志或性能计数器监控每个数据块的输入/输出队列大小和处理速度。
  - 使用
    SendAsync
    登录后复制
    和
    Post
    登录后复制
    的混合：
```
Post
```
    登录后复制
    是同步的，如果缓冲区满会阻塞；
```
SendAsync
```
    登录后复制
    是异步的，如果缓冲区满会返回
```
false
```
    登录后复制
    或等待。根据需求选择。