Винятки та асинхронні методи форм

Винятки в асинхронному коді

Виняток усередині async-методу не «вилітає» одразу: він зберігається в задачі (стан Faulted) і повторно кидається там, де задачу чекають через await. Тому звичайний try/catch навколо await перехоплює винятки асинхронних операцій так само, як синхронних. На відміну від Wait() і Result, оператор await кидає сам виняток, а не AggregateException.

Task.WhenAll може завершитися кількома винятками. await кидає лише перший, а всі винятки містить властивість Exception (типу AggregateException) задачі, що повернув WhenAll:

Task all = Task.WhenAll(first, second);
try
{
    await all;
}
catch (Exception ex)
{
    Console.WriteLine($"await: {ex.Message}");
    foreach (Exception inner in all.Exception!.InnerExceptions)
    {
        Console.WriteLine($"  all.Exception: {inner.Message}");
    }
}

Якщо задачі first і second кидають IOException з повідомленнями «disk is full» і «access denied», програма виводить:

await: disk is full
  all.Exception: disk is full
  all.Exception: access denied

Виняток в async void-обробнику нікуди зберегти, тому Windows Forms передає його в контекст синхронізації потоку інтерфейсу. Застосунок показує стандартне вікно необробленого винятку або завершується; перехопити такі винятки централізовано можна подією Application.ThreadException, підписаною в Main до Application.Run (https://learn.microsoft.com/dotnet/api/system.windows.forms.application.threadexception):

Application.ThreadException += (sender, e) =>
    MessageBox.Show(e.Exception.Message, "Unexpected error");

Перевірка показала: try/catch навколо виклику async void-методу не перехоплює виняток, кинутий після await, а обробник ThreadException отримує InvalidOperationException: Something went wrong. Тому кожен асинхронний обробник має власний try/catch навколо коду, що може кинути виняток, а ThreadException залишається останньою лінією захисту: записати помилку в журнал і повідомити користувача.

Асинхронні методи Windows Forms у .NET 9–10

Control.InvokeAsync

Метод InvokeAsync (.NET 9+) ставить делегат у чергу потоку інтерфейсу й повертає задачу, яка завершиться після виконання делегата. На відміну від Invoke, фоновий потік не блокується, а виняток делегата передається в задачу. Метод має чотири перевантаження: для синхронного делегата без результату (Action) і з результатом (Func<T>), а також для асинхронного делегата Func<CancellationToken, ValueTask> і Func<CancellationToken, ValueTask<T>> (https://learn.microsoft.com/dotnet/api/system.windows.forms.control.invokeasync). InvokeAsync ніколи не був експериментальним, додаткові налаштування проєкту не потрібні.

Асинхронний делегат обов’язково приймає токен скасування:

await label.InvokeAsync(async token =>
{
    await Task.Delay(100, token);
    label.Text = "Done";
});

Якщо написати label.InvokeAsync(async () => { … }) без параметра, компілятор обере перевантаження Func<T> з T = Task: InvokeAsync дочекається лише створення внутрішньої задачі, а не її завершення, і виняток загубиться. Компілятор попереджає про це попередженням WFO2001 Task is being passed to InvokeAsync without a cancellation token (https://learn.microsoft.com/dotnet/desktop/winforms/compiler-messages/wfo2001).

ShowAsync, ShowDialogAsync і TaskDialog.ShowDialogAsync

Методи Form.ShowDialogAsync() і Form.ShowDialogAsync(owner) показують форму модально, але повертають Task<DialogResult>, яка завершиться після закриття форми; Form.ShowAsync(owner) показує форму немодально й повертає Task, що завершиться після її закриття. Статичний метод TaskDialog.ShowDialogAsync(owner, page) показує діалог TaskDialog і повертає натиснуту кнопку TaskDialogButton. Методи можна викликати й з фонового потоку: перехід у потік інтерфейсу виконується автоматично (https://learn.microsoft.com/dotnet/api/system.windows.forms.form.showdialogasync).

private async void settingsButton_Click(object sender, EventArgs e)
{
    using var dialog = new SettingsForm();
    if (await dialog.ShowDialogAsync(this) == DialogResult.OK)
    {
        ApplySettings(dialog.Settings);
    }
}

private async Task<bool> ConfirmStopAsync()
{
    var page = new TaskDialogPage
    {
        Caption = "File Search",
        Heading = "Stop the search?",
        Text = "Files found so far will be kept.",
        Icon = TaskDialogIcon.Warning,
        Buttons = { TaskDialogButton.Yes, TaskDialogButton.No }
    };
    TaskDialogButton button =
        await TaskDialog.ShowDialogAsync(this, page);
    return button == TaskDialogButton.Yes;
}

У .NET 9 ці три методи були експериментальними: виклик давав помилку компіляції WFO5002, і щоб їх використати, у файл проєкту додавали <NoWarn>$(NoWarn);WFO5002</NoWarn> у PropertyGroup. У .NET 10 вони вже не є експериментальними, і проєкт net10.0-windows компілюється без жодних налаштувань (https://learn.microsoft.com/dotnet/desktop/winforms/whats-new/net100). Якщо ж проєкт досі націлено на net9.0-windows, придушення WFO5002 потрібне.

Таймери: System.Windows.Forms.Timer і PeriodicTimer

Таймер Windows Forms генерує подію Tick у потоці інтерфейсу. Якщо обробник Tick асинхронний і триває довше за інтервал, наступний Tick почнеться до завершення попереднього. Клас PeriodicTimer (System.Threading) пропонує інший стиль: цикл await timer.WaitForNextTickAsync (token) чекає наступного інтервалу, тому ітерації ніколи не перекриваються, а продовження після await виконується в потоці інтерфейсу (https://learn.microsoft.com/dotnet/api/system.threading.periodictimer):

private async Task RunClockAsync(CancellationToken token)
{
    using var timer = new PeriodicTimer(TimeSpan.FromSeconds(1));
    try
    {
        while (await timer.WaitForNextTickAsync(token))
        {
            clockLabel.Text = DateTime.Now.ToString("HH:mm:ss");
        }
    }
    catch (OperationCanceledException)
    {
        clockLabel.Text = "Stopped";
    }
}