掌握 C# 异步流的异常处理机制（从入门到实战详解）

什么是 C# 异步流？

C# 异步流基于 IAsyncEnumerable<T> 接口，允许你使用 await foreach 循环来异步遍历数据序列。与传统的 IEnumerable<T> 不同，它支持在每次迭代时执行异步操作（如等待网络响应、数据库查询等）。

例如：

async IAsyncEnumerable<int> GenerateNumbersAsync(){    for (int i = 1; i <= 5; i++)    {        await Task.Delay(100); // 模拟异步操作        yield return i;    }}// 使用 await foreach 遍历await foreach (var number in GenerateNumbersAsync()){    Console.WriteLine(number);}

为什么需要关注异常处理？

在异步流中，异常可能发生在多个阶段：生成器方法内部、yield return 语句前后、甚至是在消费端（即 await foreach 循环中）。如果不妥善处理这些异常，可能导致程序崩溃、资源泄漏或数据不一致。

常见的异常来源包括：

• 网络请求失败
• 数据库连接中断
• 用户取消操作（OperationCanceledException）
• 逻辑错误（如除零、空引用等）

基本异常处理：try-catch 包裹 await foreach

最直接的方式是在消费异步流的地方使用 try-catch 块：

try{    await foreach (var item in GetDataStreamAsync())    {        ProcessItem(item);    }}catch (Exception ex){    Console.WriteLine($"处理异步流时发生错误: {ex.Message}");    // 记录日志、重试、通知用户等}

这种方式能捕获整个流处理过程中抛出的任何异常，但一旦异常发生，整个流就会终止，后续数据将不再被处理。

更精细的控制：在生成器内部处理异常

有时你希望在数据生成阶段就处理异常，避免中断整个流。可以在 async 迭代器方法内部使用 try-catch：

async IAsyncEnumerable<string> FetchUrlsAsync(IEnumerable<string> urls){    foreach (var url in urls)    {        try        {            var content = await HttpClient.GetStringAsync(url);            yield return content;        }        catch (HttpRequestException ex)        {            // 记录错误，但继续处理下一个 URL            Console.WriteLine($"无法获取 {url}: {ex.Message}");            yield return $"[Error: {url}]";        }    }}

这样即使某个 URL 请求失败，流仍会继续处理其余项，提高了系统的容错能力。

处理取消操作（Cancellation）

在长时间运行的异步流中，用户可能希望取消操作。C# 支持通过 CancellationToken 实现优雅取消：

async IAsyncEnumerable<int> CountToHundredAsync([EnumeratorCancellation] CancellationToken ct = default){    for (int i = 1; i <= 100; i++)    {        ct.ThrowIfCancellationRequested(); // 检查是否被取消        await Task.Delay(100, ct); // 传递 token        yield return i;    }}// 调用时传入 CancellationTokenvar cts = new CancellationTokenSource();// ... 在某处调用 cts.Cancel()try{    await foreach (var num in CountToHundredAsync(cts.Token))    {        Console.WriteLine(num);    }}catch (OperationCanceledException){    Console.WriteLine("操作已被用户取消。");}

注意：[EnumeratorCancellation] 特性用于将外部传入的 CancellationToken 自动绑定到方法参数，这是推荐做法。

最佳实践总结

• 分层处理异常：在生成端和消费端都考虑异常处理策略。
• 不要吞掉异常：即使选择继续执行，也应记录日志或提供反馈。
• 支持取消：对长时间运行的流，务必支持 CancellationToken。
• 资源清理：使用 using 或 try-finally 确保资源释放。

结语

掌握 C#异步流 的异常处理机制，不仅能提升程序的稳定性，还能增强用户体验。无论是使用 IAsyncEnumerable、async await，还是结合 CancellationToken，合理的异常策略都是构建高质量 .NET 应用的关键一环。

希望本教程能帮助你深入理解 异常处理 在异步流中的应用。动手实践吧！