在 C# 中，跨线程异常处理是多线程编程中需要特别关注的问题。如果不妥善处理，异常可能会导致程序崩溃，或者无法正确捕获和诊断错误。本文将讲解如何处理跨线程异常，并提供最佳实践和解决方案。
1. 什么是跨线程异常？
跨线程异常指的是：
- 线程中抛出的异常不会自动传递到创建它的主线程，这意味着无法直接使用 try-catch 在主线程捕获工作线程中的异常。
- 如果线程发生未处理的异常，它将导致线程终止，且异常信息丢失，难以调试。
例如：
new Thread(() =>
{
throw new Exception("Thread exception");
}).Start();
Console.WriteLine("Main thread continues...");
在上面的代码中，线程中的异常会导致该线程崩溃，但不会影响主线程的执行，同时，异常也不会被主线程捕获。
2. 如何在 C# 中处理跨线程异常？
方法 1：使用try-catch在线程内部捕获异常
在每个线程内部使用 try-catch 块捕获异常，可以确保线程内的异常不会导致崩溃或丢失。
示例：
new Thread(() =>
{
try
{
throw new Exception("Thread exception");
}
catch (Exception ex)
{
Console.WriteLine($"Exception caught in thread: {ex.Message}");
}
}).Start();
Console.WriteLine("Main thread continues...");
输出：
Exception caught in thread: Thread exception
Main thread continues...
优点：简单直接，适合独立线程的异常捕获。
缺点：每个线程都需要显式编写 try-catch，代码量较大。
方法 2：通过Task处理异常（推荐）
在 Task 并行库（TPL）中，异常可以通过 AggregateException 自动传递到调用方，这样可以更容易地进行异常处理。
示例：
Task task = Task.Run(() =>
{
throw new Exception("Task exception");
});
try
{
task.Wait(); // 使用 Wait 或 Result 会捕获异常
}
catch (AggregateException ex)
{
foreach (var innerException in ex.InnerExceptions)
{
Console.WriteLine($"Exception caught: {innerException.Message}");
}
}
Console.WriteLine("Main thread continues...");
输出：
Exception caught: Task exception
Main thread continues...
说明：
- task.Wait() 和 task.Result 会将任务内部的异常包装成 AggregateException。
- 可以通过遍历 ex.InnerExceptions 获取详细的异常信息。
最佳实践：使用 Task 和 async/await 可以简化代码的异常处理。
方法 3：使用TaskScheduler.UnobservedTaskException处理未观察的任务异常
如果没有对任务异常进行显式捕获，.NET 提供了一个全局事件
TaskScheduler.UnobservedTaskException 来捕获未观察的异常。
示例：
TaskScheduler.UnobservedTaskException += (sender, e) =>
{
Console.WriteLine($"Unobserved exception: {e.Exception.Message}");
e.SetObserved(); // 标记异常已处理，避免程序崩溃
};
Task.Run(() =>
{
throw new Exception("Unobserved exception from Task");
});
// 强制进行垃圾回收，触发异常
GC.Collect();
GC.WaitForPendingFinalizers();
Console.WriteLine("Main thread continues...");
输出：
Unobserved exception: Unobserved exception from Task
Main thread continues...
注意：
- TaskScheduler.UnobservedTaskException 用于捕获未观察到的任务异常，主要适用于全局异常处理。
- 调用 e.SetObserved() 可以防止程序崩溃。
方法 4：使用SynchronizationContext传递异常到主线程
在 UI 应用程序（如 WPF、WinForms）中，可以使用 SynchronizationContext 将工作线程中的异常传递回主线程进行处理。
示例（WPF/WinForms）：
SynchronizationContext context = SynchronizationContext.Current;
new Thread(() =>
{
try
{
throw new Exception("Exception in thread");
}
catch (Exception ex)
{
// 将异常传递到主线程
context.Post(e => Console.WriteLine($"Exception caught on main thread: {ex.Message}"), null);
}
}).Start();
Console.WriteLine("Main thread continues...");
说明：
- SynchronizationContext.Post 可以将异常信息或结果发送到主线程进行处理。
- 适用于需要在 UI 线程更新控件或状态的场景。
方法 5：全局异常处理（UnhandledException）
.NET 提供了一个
AppDomain.CurrentDomain.UnhandledException 事件，用于捕获整个应用程序中未处理的异常，包括线程异常。
示例：
AppDomain.CurrentDomain.UnhandledException += (sender, e) =>
{
Console.WriteLine($"Unhandled exception: {(e.ExceptionObject as Exception)?.Message}");
};
new Thread(() =>
{
throw new Exception("Unhandled thread exception");
}).Start();
Console.WriteLine("Main thread continues...");
Thread.Sleep(1000); // 等待线程抛出异常
输出：
Unhandled exception: Unhandled thread exception
Main thread continues...
注意：
- 该方法主要用于日志记录或程序崩溃前的全局清理工作。
- 在某些情况下，异常无法恢复（如线程终止时）。
3. 最佳实践
- 推荐使用 Task 和 async/await：
- 异步编程模型简化了异常捕获和处理。
- 使用 try-catch 结合 await 进行异常处理。
- 在线程内部显式捕获异常：
- 对独立线程，在线程方法中使用 try-catch，防止异常崩溃。
- 利用全局事件处理未捕获异常：
- 使用 AppDomain.CurrentDomain.UnhandledException 捕获应用程序级别异常。
- 使用 TaskScheduler.UnobservedTaskException 处理未观察的任务异常。
- UI 线程同步异常传递：
- 在 UI 应用程序中使用 SynchronizationContext 或 Dispatcher 将异常传递到主线程进行处理。
- 日志记录和诊断：
- 在异常处理中记录详细日志，便于调试和问题排查。
4. 总结
在 C# 中处理跨线程异常的关键是根据应用程序的特点选择合适的方法：
- 使用 try-catch 进行线程内异常捕获。
- 使用 Task 和 async/await 实现现代异步编程模型。
- 使用全局事件如 UnhandledException 和 UnobservedTaskException 处理未捕获的异常。
通过这些技术，可以确保应用程序在多线程环境下的稳定性，避免因为未处理的异常导致程序崩溃。