面试题：Kotlin协程取消与异常传播

Question

假设你有一个由多个子协程组成的父协程，在父协程取消时，子协程的异常会如何传播？如何确保异常被正确捕获并且资源得到合理释放？请详细描述实现思路和关键代码结构。

Answer 1

异常传播机制

1. 默认行为：在Python的asyncio库中，当父协程被取消时，子协程如果没有处理CancelledError，它们会被取消，并且CancelledError会在子协程中被抛出。如果子协程在处理CancelledError的过程中又抛出了其他异常，这些异常默认不会向上传播到父协程。
2. 捕获和处理异常：为了让子协程的异常能够传播到父协程，子协程需要捕获CancelledError，并在处理时将其他异常重新抛出。

实现思路

1. 子协程：
   • 捕获CancelledError。
   • 在处理CancelledError时，如果有其他异常，将其重新抛出。
   • 使用try - finally块来确保资源在子协程结束时被释放。
2. 父协程：
   • 捕获子协程抛出的异常。
   • 使用try - finally块来确保父协程取消时资源的释放。

关键代码结构

以下是Python asyncio库中的示例代码：

import asyncio


async def child_coroutine():
    try:
        # 模拟子协程的工作
        await asyncio.sleep(1)
        raise ValueError("子协程出现异常")
    except asyncio.CancelledError:
        # 处理取消异常
        print("子协程被取消")
        # 如果还有其他异常，重新抛出
        raise
    finally:
        # 释放资源，如关闭文件、数据库连接等
        print("子协程资源释放")


async def parent_coroutine():
    tasks = [asyncio.create_task(child_coroutine()) for _ in range(3)]
    try:
        await asyncio.gather(*tasks)
    except ValueError as ve:
        # 捕获子协程抛出的异常
        print(f"捕获到子协程异常: {ve}")
    except asyncio.CancelledError:
        # 处理父协程取消异常
        print("父协程被取消")
        for task in tasks:
            task.cancel()
        await asyncio.gather(*tasks, return_exceptions=True)
    finally:
        # 释放资源，如关闭文件、数据库连接等
        print("父协程资源释放")


if __name__ == "__main__":
    loop = asyncio.get_event_loop()
    try:
        loop.run_until_complete(parent_coroutine())
    except KeyboardInterrupt:
        print("手动取消")
        tasks = asyncio.all_tasks(loop)
        for task in tasks:
            task.cancel()
        loop.run_until_complete(asyncio.gather(*tasks, return_exceptions=True))
    finally:
        loop.close()

1. child_coroutine：
   • try块：包含子协程的业务逻辑，这里模拟了一个睡眠操作并抛出ValueError。
   • except asyncio.CancelledError块：处理子协程被取消的情况，并重新抛出其他异常。
   • finally块：确保无论子协程是正常结束、被取消还是抛出异常，资源都能被释放。
2. parent_coroutine：
   • 创建多个子协程任务并使用asyncio.gather运行。
   • try块：捕获子协程抛出的ValueError。
   • except asyncio.CancelledError块：处理父协程被取消的情况，取消所有子协程任务并等待它们完成。
   • finally块：确保父协程取消时资源的释放。

通过上述方式，可以确保在父协程取消时，子协程的异常能够被正确捕获，并且资源能够得到合理释放。