nursery.child_tasks与nursery.parent_task父子任务关系

Trio 中父任务与子任务的关系及取消行为

在 Trio 中，任务（Task）之间的父子关系是理解结构化并发的关键。当你使用async with trio.open_nursery() as nursery创建一个 nursery 时，会建立明确的父子任务关系：

一、父任务与子任务的关系

1. 基本概念

• 父任务：创建 nursery 的任务（即执行async with trio.open_nursery()的任务）
• 子任务：通过nursery.start_soon()启动的任务
• nursery：管理子任务的生命周期，确保所有子任务完成后才允许父任务继续

2. 关键特性

• 结构化并发：子任务的生命周期被限制在 nursery 的上下文中
• 错误传播：如果子任务抛出未处理的异常，nursery 会：
  1. 取消所有其他子任务
  2. 将异常传播给父任务
• 资源管理：nursery 确保所有子任务完成（或被取消）后才退出上下文

二、取消父任务的行为

如果父任务被取消（例如通过其取消范围），会发生以下连锁反应：

1. 父任务的取消范围被触发
   • 这会导致 nursery 的取消范围也被触发
2. 所有子任务被取消
   • 子任务会收到Cancelled异常
   • 子任务有机会执行清理代码（try/finally块）
3. 等待所有子任务完成
   • nursery 会等待所有子任务完成清理工作
4. 父任务继续执行
   • 一旦所有子任务完成，父任务会继续执行取消逻辑

三、代码示例

以下代码演示了取消父任务对子任务的影响：

python

 

运行

 

 

 

 

import trio

async def child_task(delay, name):
    try:
        print(f"{name} 开始执行")
        await trio.sleep(delay)
        print(f"{name} 正常完成")
    except trio.Cancelled:
        print(f"{name} 被取消，正在清理...")
        await trio.sleep(0.5)  # 模拟清理工作
        print(f"{name} 清理完成")
        raise  # 必须重新抛出异常以表明任务已取消

async def parent_task():
    print("父任务开始")
    async with trio.open_nursery() as nursery:
        print("创建子任务")
        nursery.start_soon(child_task, 5, "子任务1")
        nursery.start_soon(child_task, 10, "子任务2")
        
        print("父任务即将被取消")
        # 取消父任务（通常由外部触发）
        nursery.cancel_scope.cancel()
        
        print("父任务等待子任务完成清理...")
        # 控制流会在这里阻塞，直到所有子任务完成或被取消
    
    print("父任务继续执行")

trio.run(parent_task)

 

输出示例：

plaintext

 

 

 

 

 

父任务开始
创建子任务
父任务即将被取消
父任务等待子任务完成清理...
子任务1 开始执行
子任务2 开始执行
子任务1 被取消，正在清理...
子任务2 被取消，正在清理...
子任务1 清理完成
子任务2 清理完成
父任务继续执行

 

四、重要注意事项

1. 子任务必须处理取消
   
   
   • 子任务应通过try/finally或async with确保资源正确清理
   • 未处理的取消可能导致资源泄漏
2. 取消是协作式的
   
   
   • Trio 的取消是协作式的，子任务需要检查取消请求
   • 使用await trio.sleep()或其他检查点函数使任务可取消
3. 异常传播
   
   
   • 如果子任务抛出异常，nursery 会取消所有其他子任务
   • 父任务可以捕获这些异常并进行处理
4. 使用shield防止意外取消
   
   
   • 如果需要保护某些代码不被取消，可以使用shield：
     python

      

     运行

      

      

      

      

     with trio.CancelScope(shield=True):
         # 这里的代码不会被外部取消

      

五、总结

取消父任务会导致：

1. 父任务的取消范围被触发
2. 所有子任务收到取消请求
3. 子任务有机会执行清理代码
4. 父任务等待所有子任务完成清理
5. 父任务继续执行（或传播取消异常）

这种设计确保了资源的正确清理和结构化并发，是 Trio 安全性的核心特性之一。