while(true)循环中异步Exception被吞的问题及解决咨询

我在应用中新增的异步代码抛出错误时无法生成日志。应用会启动少量长期运行的async Task，每个任务都有自己的while(true)循环。我在多处设置了错误日志，但发现异常传播到Task内的无限while循环边界时就会停止——最初日志仅设置在循环外部，虽然该Task会停止运行，但错误并未被记录。

以下示例程序复现了该行为：

• 移除while(true)后，Track()方法仅执行一次，异常会冒泡到RunAsync()方法，应用崩溃（符合预期）；
• 保留循环时，编号2的任务会继续运行，编号1的任务则静默终止，异常完全没被捕获。

我知道未等待的Task可能吞掉异常，但我认为已正确await所有需要等待的内容，若有误请指正。

示例代码 #

static void Main(string[] args)
{
    Console.WriteLine("Starting up");
    RunAsync().GetAwaiter().GetResult();
    Console.WriteLine("Shutting down");
}

private static async Task RunAsync()
{
    try
    {
        Console.WriteLine("In RunAsync");
        List<int> trackers = new List<int> { 1, 2 };

        await Task.WhenAll(trackers.Select(tracker => Track(tracker)));
    }
    catch (Exception e)
    {
        Console.WriteLine($"{DateTime.Now:HH:mm:ss.fff} => Error in RunAsync\n{e.StackTrace}");
        throw;
    }
}

private static async Task Track(int number)
{
    Console.WriteLine($"Starting tracker for {number}");

    while (true)    // 这个循环导致异常无法向上传播
    {
        Console.WriteLine($"In here for number {number}");

        if (number == 1)
        {
            throw new Exception("Oops! Number 1 does not work");
        }

        await Task.Delay(1000);
    }
}

带循环的输出 #

Starting up
In RunAsync
Starting tracker for 1
In here for number 1
Starting tracker for 2
In here for number 2
In here for number 2
In here for number 2

不带循环的输出 #

Starting up
In RunAsync
Starting tracker for 1
In here for number 1
Starting tracker for 2
In here for number 2
16:58:34.916 => Error in RunAsync
   at Program.<Track>d__2.MoveNext() in Program.cs:line 48
--- End of stack trace from previous location where exception was thrown ---

请问针对此类循环内可能出现的异常，我应如何进行正确处理？

核心问题在于Task.WhenAll会等待所有传入的任务完成，而编号2的任务是无限循环，永远不会结束。当编号1的任务抛出异常后，它会进入Faulted状态，但Task.WhenAll会一直等待编号2的任务，永远不会触发后续的异常抛出，导致RunAsync里的catch块永远不会执行，异常就被“隐藏”了。

针对这种长期运行的循环任务，有两种常用的正确处理方式：

1. 在循环内部捕获异常（推荐） #

直接在Track方法的while循环内添加try-catch，可以立即捕获循环迭代中出现的异常，记录日志后还能决定是否终止任务或继续运行。

修改后的Track方法示例：

private static async Task Track(int number)
{
    Console.WriteLine($"Starting tracker for {number}");

    while (true)
    {
        try
        {
            Console.WriteLine($"In here for number {number}");

            if (number == 1)
            {
                throw new Exception("Oops! Number 1 does not work");
            }

            await Task.Delay(1000);
        }
        catch (Exception e)
        {
            // 记录异常日志
            Console.WriteLine($"{DateTime.Now:HH:mm:ss.fff} => Error in tracker {number}\n{e.StackTrace}");
            // 可选：如果异常不可恢复，退出循环终止任务
            break;
            // 或者如果想继续运行，注释break即可
            // await Task.Delay(5000); // 出错后延迟一段时间再重试
        }
    }
}

2. 为每个任务单独绑定异常处理 #

如果不想修改Track方法，可以在创建任务时通过ContinueWith为每个任务添加异常处理逻辑，这样即使Task.WhenAll还在等待其他任务，单个任务的异常也能被及时捕获。

修改RunAsync方法的任务创建部分：

private static async Task RunAsync()
{
    Console.WriteLine("In RunAsync");
    List<int> trackers = new List<int> { 1, 2 };

    // 为每个任务绑定异常处理延续
    var continuationTasks = trackers.Select(tracker => 
        Track(tracker).ContinueWith(task => 
        {
            if (task.IsFaulted)
            {
                var e = task.Exception?.InnerException ?? task.Exception;
                Console.WriteLine($"{DateTime.Now:HH:mm:ss.fff} => Error in tracker {tracker}\n{e?.StackTrace}");
            }
        }, TaskContinuationOptions.OnlyOnFaulted)
    );

    // 等待主任务完成
    await Task.WhenAll(trackers.Select(Track));
}

补充：任意任务出错时终止所有任务 #

如果需要在任意任务出错时立即终止所有任务，可以结合Task.WhenAny和取消令牌（CancellationToken）实现：

1. 创建CancellationTokenSource；
2. 将令牌传入Track方法，在循环中检查令牌是否已取消；
3. 使用Task.WhenAny监控所有任务，一旦有任务出错，就取消令牌，让其他任务也终止。

示例代码（简化版）：

private static async Task RunAsync()
{
    try
    {
        Console.WriteLine("In RunAsync");
        List<int> trackers = new List<int> { 1, 2 };
        using var cts = new CancellationTokenSource();

        var tasks = trackers.Select(tracker => Track(tracker, cts.Token));
        var completedTask = await Task.WhenAny(tasks);

        // 如果完成的任务是出错状态，取消所有任务并抛出异常
        if (completedTask.IsFaulted)
        {
            cts.Cancel();
            await completedTask; // 抛出异常触发上层catch
        }

        await Task.WhenAll(tasks);
    }
    catch (Exception e)
    {
        Console.WriteLine($"{DateTime.Now:HH:mm:ss.fff} => Error in RunAsync\n{e.StackTrace}");
        throw;
    }
}

private static async Task Track(int number, CancellationToken token)
{
    Console.WriteLine($"Starting tracker for {number}");

    while (!token.IsCancellationRequested)
    {
        Console.WriteLine($"In here for number {number}");

        if (number == 1)
        {
            throw new Exception("Oops! Number 1 does not work");
        }

        await Task.Delay(1000, token);
    }
}

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Danny