비동기 컨텍스트에서 F# 예외 처리

⚠️ All of the observations and examples in this article are valid for .NET 5 and below.

예외 처리와 관련하여 동기 및 비동기 컨텍스트에서 예외를 포착하는 것의 근본적인 차이점은 구문: try-with 대 Async.Catch 입니다.
다음 몇 가지 예에서는 이러한 차이점과 비동기 컨텍스트 내에서 예외 처리의 적절한 사용법을 보여줍니다.

비동기 캐치

Async.Catch 비동기 작업 흐름 내에서 예외를 포착할 수 있는 비동기 계산을 생성합니다. Async<Choice<'T, exn>>를 반환하여 수행합니다. 여기서 'T는
비동기 워크플로우 및 exn는 예외입니다.
이 결과 값은 패턴 매칭을 통해 추출할 수 있습니다.

다음을 기억하는 것이 중요합니다.

비동기 작업 흐름이 성공적으로 완료되면(예외가 발생하지 않았음을 의미) Choice1Of2가 결과 값으로 반환됩니다.

비동기 작업 흐름 내에서 예외가 발생하면 발생한 예외와 함께 Choice2Of2가 반환됩니다.

비동기 워크플로에서 Async.Catch를 어떻게 사용할 수 있는지 살펴보겠습니다.

예시 1. 예상 결과 처리 방법

이 예에서는 Async.Catch가 예상 결과를 반환할 때(예외가 아닌 경우) someAsyncFunction를 사용하는 방법을 보여줍니다.someAsyncFunction가 완료되면 functionExec가 패턴 일치를 수행하여 Choice1Of2가 반환된 다음 콘솔에 인쇄됩니다.

let someAsyncFunction(raiseException: bool) : Async<unit> =
    async {
        printfn ("Starting someAsyncFunction...")
        do! Async.Sleep(1000)
        if(raiseException) then
            raise (System.Exception("someAsyncFunction threw Exception"))
    }

let functionExec(raiseException: bool) : Async<string> =
    async{
        let! result = someAsyncFunction(raiseException) |> Async.Catch
        return match result with
                | Choice1Of2 _ -> "Result from someAsyncFunction"
                | Choice2Of2 ex -> ex.Message
    }

let main() =
    async{
        let! result = functionExec(false)
        printfn($"{result}")
    }

Async.Start(main())
Async.Sleep 1000 |> Async.RunSynchronously

콘솔 출력

Starting someAsyncFunction...
Result from someAsyncFunction

예시 2. 예외 결과 처리 방법

이 예는 Async.Catch에서 예외가 발생했을 때 someAsyncFunction를 사용하는 방법을 보여줍니다.someAsyncFunction에서 예외functionExec가 발생하면 패턴 일치를 수행하여 Choice2Of2(예외)가 반환된 다음 콘솔에 인쇄됩니다.

let someAsyncFunction(raiseException: bool) : Async<unit> =
    async {
        printfn ("Starting someAsyncFunction...")
        do! Async.Sleep(1000)
        if(raiseException) then
            raise (System.Exception("someAsyncFunction threw Exception"))
    }

let functionExec(raiseException: bool) : Async<string> =
    async{
        let! result = someAsyncFunction(raiseException) |> Async.Catch
        return match result with
                | Choice1Of2 _ -> "Result from someAsyncFunction"
                | Choice2Of2 ex -> ex.Message
    }

let main() =
    async{
        let! result = functionExec(true)
        printfn($"{result}")
    }

Async.Start(main())
Async.Sleep 1000 |> Async.RunSynchronously

콘솔 출력

Starting someAsyncFunction...
someAsyncFunction threw Exception

예제 3: 중첩 함수

비동기 컨텍스트 내의 중첩 함수의 경우 가장 내부 자식 함수가 예외를 throw하면 외부 함수의 모든 실행이 즉시 중지됩니다(C#과 같은 다른 인기 있는 언어와 마찬가지로).
다음 예제에서는 이것이 어떻게 보이는지 보여줍니다.

let someChildAsyncFunction(raiseException: bool) : Async<unit> =
    async{
        printfn("Starting someChildAsyncFunction...")
        do! Async.Sleep(1000)
        if(raiseException) then
            raise (System.Exception("someChildAsyncFunction raised Exception"))
    }

let someAsyncFunction(raiseException: bool) : Async<unit> =
    async {
        printfn ("Starting someAsyncFunction...")
        do! someChildAsyncFunction(raiseException)
        printfn ("Ending someAsyncFunction...")
    }

let functionExec(raiseException: bool) : Async<string> =
    async{
        let! result = someAsyncFunction(raiseException) |> Async.Catch
        return match result with
                | Choice1Of2 _ -> "Some result"
                | Choice2Of2 ex -> ex.Message
    }

let main() =
    async{
        let! result = functionExec(true)
        printfn($"{result}")
    }

Async.Start(main())
Async.Sleep 1000 |> Async.RunSynchronously

콘솔 출력

Starting someAsyncFunction...
Starting someChildAsyncFunction...
someChildAsyncFunction raised Exception

someChildAsyncFunction 예외가 발생하면 호출자someAsyncFunction의 추가 실행도 종료된다는 것을 콘솔에서 볼 수 있습니다.

시도

이제 Async.Catch가 비동기 컨텍스트 내에서 try-with를 사용하려고 하면 어떻게 되는지 살펴보겠습니다.

let someAsyncFunction() : Async<unit> =
    async {
        printfn ("Starting someAsyncFunction...")
        do! Async.Sleep(1000)
        raise (System.Exception("someAsyncFunction threw Exception"))
    }

try
    Async.Start(someAsyncFunction())
with
    | Failure message -> printfn($"{message}")

printfn("Hello, this example will blow up")

콘솔 출력

Starting someAsyncFunction...
Unhandled exception. System.Exception: someAsyncFunction threw Exception
   at [email protected](Unit _arg1)
   at Microsoft.FSharp.Control.AsyncPrimitives.CallThenInvokeNoHijackCheck[a,b](AsyncActivation`1 ctxt, b result1, FSharpFunc`2 userCode) in D:\a\_work\1\s\src\fsharp\FSharp.Core\async.fs:line 464
   at Microsoft.FSharp.Control.Trampoline.Execute(FSharpFunc`2 firstAction) in D:\a\_work\1\s\src\fsharp\FSharp.Core\async.fs:line 139
--- End of stack trace from previous location ---
   at [email protected](ExceptionDispatchInfo edi)
   at Microsoft.FSharp.Control.Trampoline.Execute(FSharpFunc`2 firstAction) in D:\a\_work\1\s\src\fsharp\FSharp.Core\async.fs:line 139
   at <StartupCode$FSharp-Core>[email protected](Object _arg2) in D:\a\_work\1\s\src\fsharp\FSharp.Core\async.fs:line 1609
   at System.Threading.TimerQueueTimer.<>c.<.cctor>b__27_0(Object state)
   at System.Threading.ExecutionContext.RunInternal(ExecutionContext executionContext, ContextCallback callback, Object state)
--- End of stack trace from previous location ---
   at System.Threading.ExecutionContext.RunInternal(ExecutionContext executionContext, ContextCallback callback, Object state)
   at System.Threading.TimerQueueTimer.CallCallback(Boolean isThreadPool)
   at System.Threading.TimerQueueTimer.Fire(Boolean isThreadPool)
   at System.Threading.TimerQueue.FireNextTimers()
   at System.Threading.TimerQueue.AppDomainTimerCallback(Int32 id)

Process finished with exit code 134 (interrupted by signal 6: SIGABRT)

콘솔 출력은 try-with를 사용하여 처리되지 않은 예외가 발생했음을 보여줍니다. 여기서 일어나는 일은 someAsyncFucntion가 실행되는 스레드 풀에서 예외가 발생한다는 것입니다.
스레드 풀에서 처리되지 않은 예외는 Async.Start로 전파되지 않고 try-with 블록에 도달하지 않는 프로세스를 종료합니다. (출처: MSDN - Exceptions in managed threads & Stack Overflow ).

참조

Async Programming in F#

MSDN - Exceptions in managed threads

Stack Overflow

F# Async Guide