异步编程的取消机制 竟然还有这样的效果， 要不要了解一下？

背景

　　已经有很多文章记录了 web程序中采用异步编程的优势和.Net异步编程的用法， 异步编程虽然不能解决查询数据库的瓶颈， 但是利用线程切换，能最大限度的弹性利用工作线程， 提高了web服务的响应能力。

　　【 9012年了，再不会异步编程你是真老了】

       本文要说的是利用取消机制缓解后台的查询瓶颈，开发者只需在 MVC/WebAPI查询方法体内关注CancellationToken并适时取消异步任务， 这将大大提高应用的响应能力。

头脑风暴

　　想象你请求某网站页面，该页面正闪着菊花试图努力绽放（正在加载），最终你忍不了：

① F5刷新

② 转向其他页面

③ 点击浏览器“停止”按钮 

对于可怜的服务器，用户快速刷新5次，服务器将被迫接受 5倍的工作量，这是因为即使用户刷新了浏览器（或点击停止按钮）， 虽然取消了原始浏览器请求，但是Web服务器并不Care，仍然按部就班处理进入HTTP pipeline的请求（MVC/WebAPI 中默认行为)，其他②③场景类似。

在异步编程中能向任务发出Cancellation信号，停止web服务器一切后端查询行为。

在.NET中，这是使用CancellationToken完成的。

• 取消令牌的实例传递到异步任务

• 异步任务监视令牌，以查看请求是否已经被取消。

• 如果请求取消，则应停止执行正在执行的操作。.NET中的大多数异步方法将具有接受取消令牌的重载。

本文所说的请求是，耗时长的服务端读取查询（返回数据但不修改数据的查询）。取消已修改数据的请求对于用程序可能不是一个好的选择：

    -  是否真的要因用户导航到应用程序中的另一个页面而取消保存？也许可以，但也可能不会。

   -  除了数据问题，这也不会提高性能，因为数据库服务器将需要回滚该事务，这可能是一项昂贵的操作。

ASP.NET Core实践

监测CancellationToken令牌

　　访问 MyReallySlowReport页面，等待5s，最终他们放弃了，去了其他页面：

 所有正在进行的请求都将被取消。

MVC/WebAPI能接受到取消请求的信号。开发者只需要在Controller Action中添加CancellationToken参数，并在后续行为中监测该取消信号。

浏览器取消请求时，ASP.NET Core根据CancellationTokenModelBinder自动将HttpContext.RequestAborted这个token绑定到Action的CancellationToken 参数，CancellationTokenModelBinder将会在调用AddMvc()或services.AddMvcCore()时被注入。​

public async Task<ActionResult> MyReallySlowReport(CancellationToken cancellationToken)
{
    List<ReportItem> items;
    using (ApplicationDbContext context = new ApplicationDbContext())
    {
        items = await context.ReportItems.ToListAsync(cancellationToken);
    }
    return View(items);
}

以上代码显示： 很容易取消框架内置API的异步方法 (上面以SQL查询行为为例），因为上述EF的调用api支持取消异步操作；

对于自定义的长耗时查询行为，可以使用CancellationToken的原生触发方法：

public async Task<ActionResult> MyReallySlowReport(CancellationToken cancellationToken)
{
    List<ReportItem> items;
    using (ApplicationDbContext context = new ApplicationDbContext())
    {
        items = await context.ReportItems.ToListAsync(cancellationToken);
    }

    foreach (var item in items)
    {
        cancellationToken.ThrowIfCancellationRequested();
            // slow non-cancellable work
            Thread.Sleep(1000);
    }
    return View(items);
}

从以上代码也可推断出： CancellationToken 适用于同步方法。

处理取消操作抛出的异常 

 Web服务器触发取消信号，一般会向上会抛出 OperationCanceledException 或者 TaskCancellationException，所以为了记录这种非常规异常，建议采用独立的ExceptionFilter记录。

public class OperationCancelledExceptionFilter : ExceptionFilterAttribute
{
    private readonly ILogger _logger;

    public OperationCancelledExceptionFilter(ILoggerFactory loggerFactory)
    {
        _logger = loggerFactory.CreateLogger<OperationCancelledExceptionFilter>();
    }
    public override void OnException(ExceptionContext context)
    {
        if(context.Exception is OperationCanceledException)
        {
            _logger.LogInformation("Request was cancelled");
            context.ExceptionHandled = true;
            context.Result = new StatusCodeResult(400);
        }
    }
}

SPA应用

以上是后端程序员利用 取消机制 缓解后台性能压力，针对的是浏览器触发的取消操作。 从web请求的产生来源分析，除了浏览器能发起请求， 编程也可以发起请求

>  想想日益常见的SPA程序（单页面程序），绝大部分页面请求都是ajax请求，你点击应用的另外一个“页面（JS代码维护页面导航），浏览器不会自动取消请求。

在SPA应用中，前端发起的ajax请求， 若要取消，是需要以编程方式来完成的。

所以我墙裂建议，在2C的SPA应用中，切换“页面“”时请终止原页面的所有ajax请求。

var xhr = $.get("/api/myslowreport", function(data){
  //show the data
});

//If the user navigates away from this page
xhr.abort() 

 

 

结束语  

1. 利用取消机制的前置条件 在于 请求能够发出取消指令
2. 利用取消机制的关键在于监测取消令牌，并作出取消操作
3. 请求不但可以从浏览器发起，ajax也可以发起， 在SPA程序中极其常见，故取消机制需要关注SPA应用的ajax取消

That‘s all ，前后端程序猿通力配合， 应用的吞吐量和响应能力极大提升， CTO要给各位加薪了。

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