Task.WaitAll未按预期抛出异常，任务全部挂起问题

我原本预期当SemaphoreSlim达到maxCount时，Task.WaitAll会抛出异常，但实际结果是所有任务都挂起了。

代码如下：

SemaphoreSlim semaphore = new(initialCount: 3, maxCount: 10);

var tasks = Enumerable.Range(1, 20).Select(_ =>
{
    return Task.Run(() =>
    {
        Console.WriteLine($"getting started for task {Task.CurrentId}");
        semaphore.Wait();
        int prevCount = semaphore.Release(10000000000000000); // should throw here
        Console.WriteLine($"prev: {prevCount}\ncurrent: {semaphore.CurrentCount}");
    });
});

Task.WaitAll(tasks); // shouldn't it throw here?

编辑补充：我猜测这是因为Task.WaitAll会等待所有任务完成，即便有任务已抛出异常。那么在异常发生后，其他线程仍在等待信号量，但此时信号量已不可用？

问题原因拆解 #

• 任务内异常不会中断WaitAll
  Release(10000000000000000)确实会触发SemaphoreFullException，但这个异常只属于抛出它的单个任务，不会直接终止Task.WaitAll的等待逻辑。Task.WaitAll必须等到**所有任务都完成（正常或异常）**才会结束，而这里大部分任务根本没机会完成。

• 未归还的许可导致死锁
  每个任务执行semaphore.Wait()时会消耗一个许可，初始的3个许可会被前3个任务抢占。当这3个任务执行到Release时，都会因参数过大抛出异常，但异常发生前消耗的许可没有被归还——因为Release操作还没成功执行就抛出了异常，相当于这3个许可被永久占用。此时信号量可用许可为0，剩下的17个任务会一直卡在semaphore.Wait()上，永远无法获取许可完成任务，最终导致Task.WaitAll无限等待，程序挂起。

• WaitAll不会提前抛异常
  只有当所有任务都进入完成状态（RanToCompletion/Faulted/Canceled），Task.WaitAll才会抛出包含所有任务异常的AggregateException。但这里大量任务处于Running状态（卡在Wait），所以WaitAll会一直等下去，不会抛出异常。

验证与修复示例 #

如果给任务加上try-finally确保许可被归还，就能看到Task.WaitAll最终抛出异常：

SemaphoreSlim semaphore = new(initialCount: 3, maxCount: 10);

var tasks = Enumerable.Range(1, 20).Select(_ =>
{
    return Task.Run(() =>
    {
        Console.WriteLine($"getting started for task {Task.CurrentId}");
        semaphore.Wait();
        try
        {
            int prevCount = semaphore.Release(10000000000000000);
            Console.WriteLine($"prev: {prevCount}\ncurrent: {semaphore.CurrentCount}");
        }
        finally
        {
            // 无论是否异常，归还获取的许可
            semaphore.Release();
        }
    });
});

Task.WaitAll(tasks); // 此时所有任务都会Faulted，WaitAll会抛出AggregateException

要彻底解决问题，需避免调用Release时传入会让CurrentCount超过maxCount的数值，或者在调用前检查当前可用许可数。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者jamgoo