asyncio.wait()实现任务超时控制与异常捕获

在异步编程中，当需要让部分任务超时后不影响其余任务继续执行时，直接使用 asyncio.gather() 会因未捕获的 TimeoutError 导致整个任务组中断；更可靠的做法是为易超时的任务单独封装 with_timeout 辅助函数，在内部捕获 asyncio.TimeoutError 并返回默认值或结构化结果（如 SuccessResult/TimeoutResult），从而确保 gather() 稳定运行、所有非超时任务不受干扰；对于更高阶控制需求，也可采用 asyncio.wait() 配合 timeout 和 return_exceptions=True 手动管理完成与挂起任务，实现灵活调度与精细化异常处理——关键在于将超时控制收敛到单个任务边界内，避免异常向上冒泡。

在 asyncio.gather() 中，**默认不支持“部分任务超时、其余继续”**——一旦某个任务被 asyncio.wait_for() 包裹后超时抛出 TimeoutError，而该异常未被单独捕获，整个 gather() 就会立即中止，其他未完成任务会被取消。

要实现“某几个任务可超时，其余照常运行”，关键在于：**不让超时异常向上冒泡到 gather() 层级**，而是提前拦截并转为普通返回值（如 None、False 或自定义占位符）。

用 async wrapper 封装单个任务并处理超时

为每个可能超时的任务写一个带 try/except TimeoutError 的异步包装函数：

import asyncio
<p>async def with_timeout(coro, timeout, default=None):
try:
return await asyncio.wait_for(coro, timeout)
except asyncio.TimeoutError:
return default</p><h1>示例任务</h1><p>async def fetch_user(user_id):
await asyncio.sleep(2 if user_id != 3 else 5)  # user<em>id=3 故意慢
return f"user</em>{user_id}"</p><h1>并发执行，但只对 user_id=3 设 3 秒超时，其余不限</h1><p>tasks = [
fetch_user(1),
fetch_user(2),
with_timeout(fetch_user(3), timeout=3, default="timeout"),
fetch_user(4),
]</p><p>results = await asyncio.gather(*tasks)</p><h1>结果类似：['user_1', 'user_2', 'timeout', 'user_4']</h1><h1>所有任务都跑完（包括 1/2/4），user_3 超时后返回 'timeout'，不中断别人</h1><p></p>

避免意外取消：确保超时任务本身可安全中断

如果被包装的协程内部有重要清理逻辑（如释放锁、关闭连接），需确保它能响应取消（即不屏蔽 CancelledError）。否则 wait_for 超时时强行取消，可能导致资源泄漏。

• 不要在协程里用 try/except CancelledError: pass 吞掉取消信号
• 推荐用 asyncio.shield() 保护关键清理段（但慎用，可能让超时失效）
• 更稳妥的做法：在协程内部主动检查 asyncio.current_task().cancelled() 并做清理

需要区分“超时”和“失败”？用 sentinel 类型或元组返回

若业务上需明确知道是超时而非报错，可返回结构化结果：

from dataclasses import dataclass
<p>@dataclass
class TimeoutResult:
is_timeout: bool = True</p><p>@dataclass
class SuccessResult:
value: any
is_timeout: bool = False</p><p>async def fetch_with_status(coro, timeout):
try:
res = await asyncio.wait_for(coro, timeout)
return SuccessResult(res)
except asyncio.TimeoutError:
return TimeoutResult()</p><h1>使用</h1><p>tasks = [
fetch_with_status(fetch_user(1), 10),
fetch_with_status(fetch_user(3), 3),
]
results = await asyncio.gather(*tasks)</p><h1>每个 result 是 SuccessResult 或 TimeoutResult，可清晰分支处理</h1><p></p>

替代方案：用 asyncio.wait() 手动控制

若逻辑复杂（比如动态增减任务、按完成顺序处理），可绕过 gather，直接用 asyncio.wait() 监听完成集，并对已完成任务立刻处理，对超时任务单独标记：

pending = {
    asyncio.create_task(fetch_user(1)): "user1",
    asyncio.create_task(fetch_user(2)): "user2",
    asyncio.create_task(fetch_user(3)): "user3",
}
<p>done, pending = await asyncio.wait(
pending.keys(),
timeout=3,
return_when=asyncio.FIRST_COMPLETED
)</p><h1>处理已 done 的结果</h1><p>for t in done:
try:
result = await t
print(f"✅ {pending[t]}: {result}")
except Exception as e:
print(f"❌ {pending[t]}: {e}")</p><h1>剩余 pending 任务继续等或取消</h1><p>for t in pending:
t.cancel()
</p>

这种方式更灵活，但代码量增加，适合精细化调度场景。

核心就一点：超时不能让异常逃出单个任务上下文。封装 + 捕获，是最简单可靠的解法。

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