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C＃汎用タイムアウトを実装する

1行（または匿名のデリゲート）のコードをタイムアウトで実行する一般的な方法を実装するための良いアイデアを探しています。

TemperamentalClass tc = new TemperamentalClass();
tc.DoSomething();  // normally runs in 30 sec.  Want to error at 1 min

私のコードが気質のあるコードとやり取りする多くの場所でエレガントに実装できるソリューションを探しています（変更できません）。

さらに、可能であれば、問題のある「タイムアウト」コードの実行を停止させたいと思います。

c#multithreadingc#-3.0asynchronoustimeout
157
chilltemp

ここで本当に注意が必要なのは、Actionからエグゼキュータースレッドを中止する可能性のある場所に戻すことで、実行時間の長いタスクを強制終了することでした。ラムダを作成したメソッドのローカル変数に殺すためにスレッドを渡すラップされたデリゲートを使用してこれを達成しました。

あなたの楽しみのために、私はこの例を提出します。本当に興味のあるメソッドはCallWithTimeoutです。 これは、長時間実行されているスレッドを中止し、ThreadAbortExceptionを飲み込むことでキャンセルします：

使用法：

class Program
{

    static void Main(string[] args)
    {
        //try the five second method with a 6 second timeout
        CallWithTimeout(FiveSecondMethod, 6000);

        //try the five second method with a 4 second timeout
        //this will throw a timeout exception
        CallWithTimeout(FiveSecondMethod, 4000);
    }

    static void FiveSecondMethod()
    {
        Thread.Sleep(5000);
    }

作業を行う静的メソッド：

    static void CallWithTimeout(Action action, int timeoutMilliseconds)
    {
        Thread threadToKill = null;
        Action wrappedAction = () =>
        {
            threadToKill = Thread.CurrentThread;
            try
            {
                action();
            }
            catch(ThreadAbortException ex){
               Thread.ResetAbort();// cancel hard aborting, lets to finish it nicely.
            }
        };

        IAsyncResult result = wrappedAction.BeginInvoke(null, null);
        if (result.AsyncWaitHandle.WaitOne(timeoutMilliseconds))
        {
            wrappedAction.EndInvoke(result);
        }
        else
        {
            threadToKill.Abort();
            throw new TimeoutException();
        }
    }

}
94
TheSoftwareJedi

productionでこのようなコードを多用しています：

_var result = WaitFor<Result>.Run(1.Minutes(), () => service.GetSomeFragileResult());
_

実装はオープンソースであり、並列コンピューティングシナリオでも効率的に動作し、 Lokad Shared Libraries の一部として利用可能です。

_/// <summary>
/// Helper class for invoking tasks with timeout. Overhead is 0,005 ms.
/// </summary>
/// <typeparam name="TResult">The type of the result.</typeparam>
[Immutable]
public sealed class WaitFor<TResult>
{
    readonly TimeSpan _timeout;

    /// <summary>
    /// Initializes a new instance of the <see cref="WaitFor{T}"/> class, 
    /// using the specified timeout for all operations.
    /// </summary>
    /// <param name="timeout">The timeout.</param>
    public WaitFor(TimeSpan timeout)
    {
        _timeout = timeout;
    }

    /// <summary>
    /// Executes the spcified function within the current thread, aborting it
    /// if it does not complete within the specified timeout interval. 
    /// </summary>
    /// <param name="function">The function.</param>
    /// <returns>result of the function</returns>
    /// <remarks>
    /// The performance trick is that we do not interrupt the current
    /// running thread. Instead, we just create a watcher that will sleep
    /// until the originating thread terminates or until the timeout is
    /// elapsed.
    /// </remarks>
    /// <exception cref="ArgumentNullException">if function is null</exception>
    /// <exception cref="TimeoutException">if the function does not finish in time </exception>
    public TResult Run(Func<TResult> function)
    {
        if (function == null) throw new ArgumentNullException("function");

        var sync = new object();
        var isCompleted = false;

        WaitCallback watcher = obj =>
            {
                var watchedThread = obj as Thread;

                lock (sync)
                {
                    if (!isCompleted)
                    {
                        Monitor.Wait(sync, _timeout);
                    }
                }
                   // CAUTION: the call to Abort() can be blocking in rare situations
                    // http://msdn.Microsoft.com/en-us/library/ty8d3wta.aspx
                    // Hence, it should not be called with the 'lock' as it could deadlock
                    // with the 'finally' block below.

                    if (!isCompleted)
                    {
                        watchedThread.Abort();
                    }
        };

        try
        {
            ThreadPool.QueueUserWorkItem(watcher, Thread.CurrentThread);
            return function();
        }
        catch (ThreadAbortException)
        {
            // This is our own exception.
            Thread.ResetAbort();

            throw new TimeoutException(string.Format("The operation has timed out after {0}.", _timeout));
        }
        finally
        {
            lock (sync)
            {
                isCompleted = true;
                Monitor.Pulse(sync);
            }
        }
    }

    /// <summary>
    /// Executes the spcified function within the current thread, aborting it
    /// if it does not complete within the specified timeout interval.
    /// </summary>
    /// <param name="timeout">The timeout.</param>
    /// <param name="function">The function.</param>
    /// <returns>result of the function</returns>
    /// <remarks>
    /// The performance trick is that we do not interrupt the current
    /// running thread. Instead, we just create a watcher that will sleep
    /// until the originating thread terminates or until the timeout is
    /// elapsed.
    /// </remarks>
    /// <exception cref="ArgumentNullException">if function is null</exception>
    /// <exception cref="TimeoutException">if the function does not finish in time </exception>
    public static TResult Run(TimeSpan timeout, Func<TResult> function)
    {
        return new WaitFor<TResult>(timeout).Run(function);
    }
}
_

このコードはまだバグが多いため、この小さなテストプログラムで試すことができます。

_      static void Main(string[] args) {

         // Use a sb instead of Console.WriteLine() that is modifying how synchronous object are working
         var sb = new StringBuilder();

         for (var j = 1; j < 10; j++) // do the experiment 10 times to have chances to see the ThreadAbortException
         for (var ii = 8; ii < 15; ii++) {
            int i = ii;
            try {

               Debug.WriteLine(i);
               try {
                  WaitFor<int>.Run(TimeSpan.FromMilliseconds(10), () => {
                     Thread.Sleep(i);
                     sb.Append("Processed " + i + "\r\n");
                     return i;
                  });
               }
               catch (TimeoutException) {
                  sb.Append("Time out for " + i + "\r\n");
               }

               Thread.Sleep(10);  // Here to wait until we get the abort procedure
            }
            catch (ThreadAbortException) {
               Thread.ResetAbort();
               sb.Append(" *** ThreadAbortException on " + i + " *** \r\n");
            }
         }

         Console.WriteLine(sb.ToString());
      }
   }
_

競合状態があります。メソッドWaitFor<int>.Run()が呼び出された後にThreadAbortExceptionが発生することは明らかです。これを修正する信頼できる方法は見つかりませんでしたが、同じテストでもTheSoftwareJediの受け入れられた答えで問題を再現することはできません。

enter image description here

72
Rinat Abdullin

さて、デリゲート（BeginInvoke、フラグを設定するコールバック、およびそのフラグまたはタイムアウトを待機する元のコード）を使用して実行できますが、問題は実行中のコードをシャットダウンするのが非常に難しいことです。たとえば、スレッドを殺す（または一時停止する）のは危険です。そのため、これを簡単に行う簡単な方法はないと思います。

これを投稿しますが、これは理想的ではないことに注意してください-長時間実行されるタスクを停止することはなく、失敗しても適切にクリーンアップされません。

    static void Main()
    {
        DoWork(OK, 5000);
        DoWork(Nasty, 5000);
    }
    static void OK()
    {
        Thread.Sleep(1000);
    }
    static void Nasty()
    {
        Thread.Sleep(10000);
    }
    static void DoWork(Action action, int timeout)
    {
        ManualResetEvent evt = new ManualResetEvent(false);
        AsyncCallback cb = delegate {evt.Set();};
        IAsyncResult result = action.BeginInvoke(cb, null);
        if (evt.WaitOne(timeout))
        {
            action.EndInvoke(result);
        }
        else
        {
            throw new TimeoutException();
        }
    }
    static T DoWork<T>(Func<T> func, int timeout)
    {
        ManualResetEvent evt = new ManualResetEvent(false);
        AsyncCallback cb = delegate { evt.Set(); };
        IAsyncResult result = func.BeginInvoke(cb, null);
        if (evt.WaitOne(timeout))
        {
            return func.EndInvoke(result);
        }
        else
        {
            throw new TimeoutException();
        }
    }
15
Marc Gravell

Pop Catalinの素晴らしい答えに対するいくつかの小さな変更：

  • アクションの代わりに機能
  • 不正なタイムアウト値で例外をスローする
  • タイムアウトの場合にEndInvokeを呼び出す

シグナルワーカーが実行をキャンセルするのをサポートするために、オーバーロードが追加されました。

public static T Invoke<T> (Func<CancelEventArgs, T> function, TimeSpan timeout) {
    if (timeout.TotalMilliseconds <= 0)
        throw new ArgumentOutOfRangeException ("timeout");

    CancelEventArgs args = new CancelEventArgs (false);
    IAsyncResult functionResult = function.BeginInvoke (args, null, null);
    WaitHandle waitHandle = functionResult.AsyncWaitHandle;
    if (!waitHandle.WaitOne (timeout)) {
        args.Cancel = true; // flag to worker that it should cancel!
        /* •————————————————————————————————————————————————————————————————————————•
           | IMPORTANT: Always call EndInvoke to complete your asynchronous call.   |
           | http://msdn.Microsoft.com/en-us/library/2e08f6yc(VS.80).aspx           |
           | (even though we arn't interested in the result)                        |
           •————————————————————————————————————————————————————————————————————————• */
        ThreadPool.UnsafeRegisterWaitForSingleObject (waitHandle,
            (state, timedOut) => function.EndInvoke (functionResult),
            null, -1, true);
        throw new TimeoutException ();
    }
    else
        return function.EndInvoke (functionResult);
}

public static T Invoke<T> (Func<T> function, TimeSpan timeout) {
    return Invoke (args => function (), timeout); // ignore CancelEventArgs
}

public static void Invoke (Action<CancelEventArgs> action, TimeSpan timeout) {
    Invoke<int> (args => { // pass a function that returns 0 & ignore result
        action (args);
        return 0;
    }, timeout);
}

public static void TryInvoke (Action action, TimeSpan timeout) {
    Invoke (args => action (), timeout); // ignore CancelEventArgs
}
13
George Tsiokos

これは私がそれをする方法です：

public static class Runner
{
    public static void Run(Action action, TimeSpan timeout)
    {
        IAsyncResult ar = action.BeginInvoke(null, null);
        if (ar.AsyncWaitHandle.WaitOne(timeout))
            action.EndInvoke(ar); // This is necesary so that any exceptions thrown by action delegate is rethrown on completion
        else
            throw new TimeoutException("Action failed to complete using the given timeout!");
    }
}
10
Pop Catalin

今これをノックアウトしたので、改善が必要かもしれませんが、あなたが望むことをします。これはシンプルなコンソールアプリですが、必要な原則を示しています。

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


namespace TemporalThingy
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            Action action = () => Thread.Sleep(10000);
            DoSomething(action, 5000);
            Console.ReadKey();
        }

        static void DoSomething(Action action, int timeout)
        {
            EventWaitHandle waitHandle = new EventWaitHandle(false, EventResetMode.ManualReset);
            AsyncCallback callback = ar => waitHandle.Set();
            action.BeginInvoke(callback, null);

            if (!waitHandle.WaitOne(timeout))
                throw new Exception("Failed to complete in the timeout specified.");
        }
    }

}
7
Jason Jackson

Thread.Join（int timeout）の使用はどうですか？

public static void CallWithTimeout(Action act, int millisecondsTimeout)
{
    var thread = new Thread(new ThreadStart(act));
    thread.Start();
    if (!thread.Join(millisecondsTimeout))
        throw new Exception("Timed out");
}
2
eacousineau