Implementar C # Generic Timeout

Estoy buscando buenas ideas para implementar una forma genérica de ejecutar una sola línea (o delegado anónimo) de código con un tiempo de espera.

TemperamentalClass tc = new TemperamentalClass();
tc.DoSomething();  // normally runs in 30 sec.  Want to error at 1 min

Estoy buscando una solución que se pueda implementar con elegancia en muchos lugares donde mi código interactúa con el código temperamental (que no puedo cambiar).

Además, me gustaría que el código ofensivo de "tiempo de espera agotado" deje de ejecutarse si es posible.

La parte realmente difícil aquí fue matar la tarea de larga duración al pasar el hilo ejecutor de la Acción de regreso a un lugar donde podría abortarse. Logré esto con el uso de un delegado envuelto que pasa el hilo para matar a una variable local en el método que creó el lambda.

Presento este ejemplo, para su disfrute. El método que realmente le interesa es CallWithTimeout. Esto cancelará el hilo de larga ejecución abortándolo y tragándose la ThreadAbortException :

Uso:

class Program
{

    static void Main(string[] args)
    {
        //try the five second method with a 6 second timeout
        CallWithTimeout(FiveSecondMethod, 6000);

        //try the five second method with a 4 second timeout
        //this will throw a timeout exception
        CallWithTimeout(FiveSecondMethod, 4000);
    }

    static void FiveSecondMethod()
    {
        Thread.Sleep(5000);
    }

El método estático que hace el trabajo:

    static void CallWithTimeout(Action action, int timeoutMilliseconds)
    {
        Thread threadToKill = null;
        Action wrappedAction = () =>
        {
            threadToKill = Thread.CurrentThread;
            try
            {
                action();
            }
            catch(ThreadAbortException ex){
               Thread.ResetAbort();// cancel hard aborting, lets to finish it nicely.
            }
        };

        IAsyncResult result = wrappedAction.BeginInvoke(null, null);
        if (result.AsyncWaitHandle.WaitOne(timeoutMilliseconds))
        {
            wrappedAction.EndInvoke(result);
        }
        else
        {
            threadToKill.Abort();
            throw new TimeoutException();
        }
    }

}

Estamos usando código como este en gran medida en la producción :

var result = WaitFor<Result>.Run(1.Minutes(), () => service.GetSomeFragileResult());

La implementación es de código abierto, funciona eficientemente incluso en escenarios de computación paralela y está disponible como parte de las Bibliotecas Compartidas de Lokad

/// <summary>
/// Helper class for invoking tasks with timeout. Overhead is 0,005 ms.
/// </summary>
/// <typeparam name="TResult">The type of the result.</typeparam>
[Immutable]
public sealed class WaitFor<TResult>
{
    readonly TimeSpan _timeout;

    /// <summary>
    /// Initializes a new instance of the <see cref="WaitFor{T}"/> class, 
    /// using the specified timeout for all operations.
    /// </summary>
    /// <param name="timeout">The timeout.</param>
    public WaitFor(TimeSpan timeout)
    {
        _timeout = timeout;
    }

    /// <summary>
    /// Executes the spcified function within the current thread, aborting it
    /// if it does not complete within the specified timeout interval. 
    /// </summary>
    /// <param name="function">The function.</param>
    /// <returns>result of the function</returns>
    /// <remarks>
    /// The performance trick is that we do not interrupt the current
    /// running thread. Instead, we just create a watcher that will sleep
    /// until the originating thread terminates or until the timeout is
    /// elapsed.
    /// </remarks>
    /// <exception cref="ArgumentNullException">if function is null</exception>
    /// <exception cref="TimeoutException">if the function does not finish in time </exception>
    public TResult Run(Func<TResult> function)
    {
        if (function == null) throw new ArgumentNullException("function");

        var sync = new object();
        var isCompleted = false;

        WaitCallback watcher = obj =>
            {
                var watchedThread = obj as Thread;

                lock (sync)
                {
                    if (!isCompleted)
                    {
                        Monitor.Wait(sync, _timeout);
                    }
                }
                   // CAUTION: the call to Abort() can be blocking in rare situations
                    // http://msdn.microsoft.com/en-us/library/ty8d3wta.aspx
                    // Hence, it should not be called with the 'lock' as it could deadlock
                    // with the 'finally' block below.

                    if (!isCompleted)
                    {
                        watchedThread.Abort();
                    }
        };

        try
        {
            ThreadPool.QueueUserWorkItem(watcher, Thread.CurrentThread);
            return function();
        }
        catch (ThreadAbortException)
        {
            // This is our own exception.
            Thread.ResetAbort();

            throw new TimeoutException(string.Format("The operation has timed out after {0}.", _timeout));
        }
        finally
        {
            lock (sync)
            {
                isCompleted = true;
                Monitor.Pulse(sync);
            }
        }
    }

    /// <summary>
    /// Executes the spcified function within the current thread, aborting it
    /// if it does not complete within the specified timeout interval.
    /// </summary>
    /// <param name="timeout">The timeout.</param>
    /// <param name="function">The function.</param>
    /// <returns>result of the function</returns>
    /// <remarks>
    /// The performance trick is that we do not interrupt the current
    /// running thread. Instead, we just create a watcher that will sleep
    /// until the originating thread terminates or until the timeout is
    /// elapsed.
    /// </remarks>
    /// <exception cref="ArgumentNullException">if function is null</exception>
    /// <exception cref="TimeoutException">if the function does not finish in time </exception>
    public static TResult Run(TimeSpan timeout, Func<TResult> function)
    {
        return new WaitFor<TResult>(timeout).Run(function);
    }
}

Este código todavía tiene errores, puedes probar con este pequeño programa de prueba:

      static void Main(string[] args) {

         // Use a sb instead of Console.WriteLine() that is modifying how synchronous object are working
         var sb = new StringBuilder();

         for (var j = 1; j < 10; j++) // do the experiment 10 times to have chances to see the ThreadAbortException
         for (var ii = 8; ii < 15; ii++) {
            int i = ii;
            try {

               Debug.WriteLine(i);
               try {
                  WaitFor<int>.Run(TimeSpan.FromMilliseconds(10), () => {
                     Thread.Sleep(i);
                     sb.Append("Processed " + i + "\r\n");
                     return i;
                  });
               }
               catch (TimeoutException) {
                  sb.Append("Time out for " + i + "\r\n");
               }

               Thread.Sleep(10);  // Here to wait until we get the abort procedure
            }
            catch (ThreadAbortException) {
               Thread.ResetAbort();
               sb.Append(" *** ThreadAbortException on " + i + " *** \r\n");
            }
         }

         Console.WriteLine(sb.ToString());
      }
   }

Hay una condición de carrera. Es claramente posible que se genere una ThreadAbortException después de que WaitFor<int>.Run()se llame al método . No encontré una forma confiable de solucionar esto, sin embargo, con la misma prueba no puedo reprobar ningún problema con la respuesta aceptada de TheSoftwareJedi .

Bueno, podría hacer cosas con los delegados (BeginInvoke, con una devolución de llamada configurando un indicador, y el código original esperando ese indicador o tiempo de espera), pero el problema es que es muy difícil cerrar el código en ejecución. Por ejemplo, matar (o pausar) un hilo es peligroso ... así que no creo que haya una manera fácil de hacerlo de manera robusta.

Publicaré esto, pero tenga en cuenta que no es lo ideal: no detiene la tarea de larga duración y no se limpia correctamente en caso de falla.

    static void Main()
    {
        DoWork(OK, 5000);
        DoWork(Nasty, 5000);
    }
    static void OK()
    {
        Thread.Sleep(1000);
    }
    static void Nasty()
    {
        Thread.Sleep(10000);
    }
    static void DoWork(Action action, int timeout)
    {
        ManualResetEvent evt = new ManualResetEvent(false);
        AsyncCallback cb = delegate {evt.Set();};
        IAsyncResult result = action.BeginInvoke(cb, null);
        if (evt.WaitOne(timeout))
        {
            action.EndInvoke(result);
        }
        else
        {
            throw new TimeoutException();
        }
    }
    static T DoWork<T>(Func<T> func, int timeout)
    {
        ManualResetEvent evt = new ManualResetEvent(false);
        AsyncCallback cb = delegate { evt.Set(); };
        IAsyncResult result = func.BeginInvoke(cb, null);
        if (evt.WaitOne(timeout))
        {
            return func.EndInvoke(result);
        }
        else
        {
            throw new TimeoutException();
        }
    }

Algunos cambios menores a la gran respuesta de Pop Catalin:

• Func en lugar de acción
• Lanzar excepción en mal valor de tiempo de espera
• Llamar a EndInvoke en caso de tiempo de espera

Se han agregado sobrecargas para apoyar al trabajador de señalización para cancelar la ejecución:

public static T Invoke<T> (Func<CancelEventArgs, T> function, TimeSpan timeout) {
    if (timeout.TotalMilliseconds <= 0)
        throw new ArgumentOutOfRangeException ("timeout");

    CancelEventArgs args = new CancelEventArgs (false);
    IAsyncResult functionResult = function.BeginInvoke (args, null, null);
    WaitHandle waitHandle = functionResult.AsyncWaitHandle;
    if (!waitHandle.WaitOne (timeout)) {
        args.Cancel = true; // flag to worker that it should cancel!
        /* •————————————————————————————————————————————————————————————————————————•
           | IMPORTANT: Always call EndInvoke to complete your asynchronous call.   |
           | http://msdn.microsoft.com/en-us/library/2e08f6yc(VS.80).aspx           |
           | (even though we arn't interested in the result)                        |
           •————————————————————————————————————————————————————————————————————————• */
        ThreadPool.UnsafeRegisterWaitForSingleObject (waitHandle,
            (state, timedOut) => function.EndInvoke (functionResult),
            null, -1, true);
        throw new TimeoutException ();
    }
    else
        return function.EndInvoke (functionResult);
}

public static T Invoke<T> (Func<T> function, TimeSpan timeout) {
    return Invoke (args => function (), timeout); // ignore CancelEventArgs
}

public static void Invoke (Action<CancelEventArgs> action, TimeSpan timeout) {
    Invoke<int> (args => { // pass a function that returns 0 & ignore result
        action (args);
        return 0;
    }, timeout);
}

public static void TryInvoke (Action action, TimeSpan timeout) {
    Invoke (args => action (), timeout); // ignore CancelEventArgs
}

Así es como lo haría:

public static class Runner
{
    public static void Run(Action action, TimeSpan timeout)
    {
        IAsyncResult ar = action.BeginInvoke(null, null);
        if (ar.AsyncWaitHandle.WaitOne(timeout))
            action.EndInvoke(ar); // This is necesary so that any exceptions thrown by action delegate is rethrown on completion
        else
            throw new TimeoutException("Action failed to complete using the given timeout!");
    }
}

Acabo de eliminar esto ahora, por lo que podría necesitar alguna mejora, pero haré lo que quieras. Es una aplicación de consola simple, pero demuestra los principios necesarios.

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading;


namespace TemporalThingy
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            Action action = () => Thread.Sleep(10000);
            DoSomething(action, 5000);
            Console.ReadKey();
        }

        static void DoSomething(Action action, int timeout)
        {
            EventWaitHandle waitHandle = new EventWaitHandle(false, EventResetMode.ManualReset);
            AsyncCallback callback = ar => waitHandle.Set();
            action.BeginInvoke(callback, null);

            if (!waitHandle.WaitOne(timeout))
                throw new Exception("Failed to complete in the timeout specified.");
        }
    }

}

¿Qué pasa con el uso de Thread.Join (int timeout)?

public static void CallWithTimeout(Action act, int millisecondsTimeout)
{
    var thread = new Thread(new ThreadStart(act));
    thread.Start();
    if (!thread.Join(millisecondsTimeout))
        throw new Exception("Timed out");
}