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CancellationTokenSource 是 .NET 中用于实现任务或异步操作的 取消机制 的一个核心类。通过它，我们可以向异步任务发送取消信号，从而安全地终止任务的执行，避免不必要的资源消耗。

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核心概念

1. CancellationTokenSource：

   • 用于发出取消信号的类。
   • 可以通过它生成一个 CancellationToken，将其传递给任务或异步方法。
   • 当调用 Cancel 方法时，表示发出了取消信号，任务会根据此信号选择是否终止。

2. CancellationToken：

   • 由 CancellationTokenSource 提供，用于监听取消信号。
   • 异步任务可以通过检查 IsCancellationRequested 属性或调用 ThrowIfCancellationRequested 方法来检测取消信号。

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基本用法

示例代码：使用 CancellationTokenSource 取消任务

 

using System;
using System.Threading;
using System.Threading.Tasks;class Program
{static async Task Main(string[] args){// 创建 CancellationTokenSourceCancellationTokenSource cts = new CancellationTokenSource();// 获取 CancellationTokenCancellationToken token = cts.Token;// 启动任务var task = Task.Run(() => DoWork(token), token);Console.WriteLine("Press Enter to cancel the operation...");Console.ReadLine();// 发送取消信号cts.Cancel();try{// 等待任务完成await task;}catch (OperationCanceledException){Console.WriteLine("Task was cancelled.");}finally{cts.Dispose(); // 释放资源}}static void DoWork(CancellationToken token){for (int i = 0; i < 10; i++){// 检查是否收到取消信号token.ThrowIfCancellationRequested();Console.WriteLine($"Working... {i}");Thread.Sleep(1000); // 模拟工作}}
}

输出示例

1. 如果未取消任务：

Working... 0
Working... 1
Working... 2
...
Working... 9

 2.如果按下回车取消任务：

Working... 0
Working... 1
Working... 2
Task was cancelled.

核心功能和方法

CancellationTokenSource 方法

方法	描述
Cancel()	发出取消信号。所有与该 CancellationTokenSource 关联的 CancellationToken 会收到信号。
CancelAfter(int delay)	在指定的毫秒数后发出取消信号。
Dispose()	释放 CancellationTokenSource 使用的资源。

CancellationToken 属性和方法

属性/方法	描述
IsCancellationRequested	表示是否已请求取消操作。
ThrowIfCancellationRequested()	如果收到取消信号，则抛出 OperationCanceledException 异常。
Register(Action callback)	注册一个回调函数，当取消信号被发出时会调用此回调。

高级用法

1. 超时自动取消

可以通过 CancelAfter 方法设置超时，在指定时间后自动取消任务。

using System;
using System.Threading;
using System.Threading.Tasks;class Program
{static async Task Main(string[] args){CancellationTokenSource cts = new CancellationTokenSource();// 设置超时时间为 5 秒cts.CancelAfter(5000);try{await Task.Run(() => DoWork(cts.Token), cts.Token);}catch (OperationCanceledException){Console.WriteLine("Task was cancelled due to timeout.");}}static void DoWork(CancellationToken token){for (int i = 0; i < 10; i++){token.ThrowIfCancellationRequested();Console.WriteLine($"Working... {i}");Thread.Sleep(1000); // 模拟工作}}
}

 输出示例

Working... 0
Working... 1
Working... 2
Working... 3
Working... 4
Task was cancelled due to timeout.

 

2. 多个任务共享取消信号

多个任务可以共享同一个 CancellationToken，当发出取消信号时，所有任务都会被取消。

using System;
using System.Threading;
using System.Threading.Tasks;class Program
{static async Task Main(string[] args){CancellationTokenSource cts = new CancellationTokenSource();CancellationToken token = cts.Token;var task1 = Task.Run(() => DoWork("Task 1", token), token);var task2 = Task.Run(() => DoWork("Task 2", token), token);Console.WriteLine("Press Enter to cancel all tasks...");Console.ReadLine();cts.Cancel(); // 取消所有任务try{await Task.WhenAll(task1, task2);}catch (OperationCanceledException){Console.WriteLine("All tasks were cancelled.");}}static void DoWork(string name, CancellationToken token){for (int i = 0; i < 10; i++){token.ThrowIfCancellationRequested();Console.WriteLine($"{name} is working... {i}");Thread.Sleep(1000); // 模拟工作}}
}

 

输出示例

1. 如果未取消：

Task 1 is working... 0
Task 2 is working... 0
Task 1 is working... 1
Task 2 is working... 1
...

 2.如果取消：

 

Task 1 is working... 0
Task 2 is working... 0
Task 1 is working... 1
Task 2 is working... 1
All tasks were cancelled.

3. 嵌套的 CancellationTokenSource

可以创建多个 CancellationTokenSource，并将它们关联到一个父 CancellationTokenSource。当父级取消时，所有子级都将取消。

using System;
using System.Threading;
using System.Threading.Tasks;class Program
{static async Task Main(string[] args){CancellationTokenSource parentCts = new CancellationTokenSource();CancellationTokenSource childCts = CancellationTokenSource.CreateLinkedTokenSource(parentCts.Token);var task = Task.Run(() => DoWork(childCts.Token), childCts.Token);Console.WriteLine("Press Enter to cancel parent token...");Console.ReadLine();parentCts.Cancel(); // 取消父级，子级也会被取消try{await task;}catch (OperationCanceledException){Console.WriteLine("Task was cancelled.");}}static void DoWork(CancellationToken token){for (int i = 0; i < 10; i++){token.ThrowIfCancellationRequested();Console.WriteLine($"Working... {i}");Thread.Sleep(1000); // 模拟工作}}
}

 

输出示例

1. 如果未取消

Working... 0
Working... 1
Working... 2
...

 2.如果取消：

Working... 0
Working... 1
Task was cancelled.

注意事项

1. 取消是协作的：

   • CancellationTokenSource 只是发出取消信号，任务本身需要主动响应取消（例如通过检查 IsCancellationRequested 或调用 ThrowIfCancellationRequested）。
   • 如果任务忽略了取消信号，它仍然会继续运行。

2. Dispose 的使用：

   • 使用完 CancellationTokenSource 后，应该调用 Dispose 方法以释放资源，特别是在频繁创建和销毁时。

3. 异常处理：

   • 当 ThrowIfCancellationRequested 被调用时，会抛出 OperationCanceledException。这种异常通常用于标识任务的正常取消，而不是错误。

4. 线程安全：

   • CancellationToken 和 CancellationTokenSource 是线程安全的，可以在多个线程之间安全地共享。

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总结

• CancellationTokenSource 和 CancellationToken 提供了优雅的任务取消机制。
• 它们适用于长时间运行的任务、异步操作或需要动态中断的场景。
• 通过合理使用 CancellationTokenSource 和 CancellationToken，可以让你的程序更加高效，避免无谓的资源浪费。