浅谈C#取消令牌CancellationTokenSource

Posted 2021-08-16 yi念之间

tags:

篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了浅谈C#取消令牌CancellationTokenSource相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

前言

相信大家在使用C#进行开发的时候，特别是使用异步的场景，多多少少会接触到CancellationTokenSource。看名字就知道它和取消异步任务相关的，而且一看便知大名鼎鼎的CancellationToken就是它生产出来的。不看不知道，一看吓一跳。它在取消异步任务、异步通知等方面效果还是不错的，不仅好用而且够强大。无论是微软底层类库还是开源项目涉及到Task相关的，基本上都能看到它的身影，而微软近几年也是很重视框架中的异步操作，特别是在.NET Core上基本上能看到Task的地方就能看到CancellationTokenSource的身影。这次我们抱着学习的态度，来揭开它的神秘面纱。

简单示例

相信对于CancellationTokenSource基本的使用，许多同学已经非常熟悉了。不过为了能够让大家带入文章的节奏，我们还是打算先展示几个基础的操作，让大家找找感觉，回到那个熟悉的年代。

基础操作

首先呈现一个最基础的操作。

CancellationTokenSource cancellationTokenSource = new CancellationTokenSource();
CancellationToken cancellationToken = cancellationTokenSource.Token;
cancellationToken.Register(() => System.Console.WriteLine("取消了？？？"));
cancellationToken.Register(() => System.Console.WriteLine("取消了！！！"));
cancellationToken.Register(state => System.Console.WriteLine($"取消了。。。{state}"),"啊啊啊");
System.Console.WriteLine("做了点别的,然后取消了.");
cancellationTokenSource.Cancel();

这个操作是最简单的操作，我们上面提到过CancellationTokenSource就是用来生产CancellationToken的，还可以说CancellationToken是CancellationTokenSource的表现，这个待会看源码的时候我们会知道为啥这么说。这里呢我们给CancellationToken注册几个操作，然后使用CancellationTokenSource的Cancel方法取消操作，这时候控制台就会打印结果如下

做了点别的,然后取消了.
取消了。。。啊啊啊
取消了！！！
取消了？？？

通过上面简单的示例，大家应该非常轻松的理解了它的简单使用。

定时取消

有的时候呢我们可能需要超时操作，比如我不想一直等着，到了一个固定的时间我就要取消操作，这时候我们可以利用CancellationTokenSource的构造函数给定一个限定时间，过了这个时间CancellationTokenSource就会被取消了，操作如下

//设置3000毫秒(即3秒)后取消
CancellationTokenSource cancellationTokenSource = new CancellationTokenSource(3000);
CancellationToken cancellationToken = cancellationTokenSource.Token;
cancellationToken.Register(() => System.Console.WriteLine("我被取消了."));
System.Console.WriteLine("先等五秒钟.");
await Task.Delay(5000);
System.Console.WriteLine("手动取消.")
cancellationTokenSource.Cancel();

然后在控制台打印的结果是这个样子的，活脱脱的为我们实现了内建的超时操作。

先等五秒钟.
我被取消了.
手动取消.

上面的写法是在构造CancellationTokenSource的时候设置超时等待，还有另一种写法等同于这种写法，使用的是CancelAfter方法，具体使用如下

CancellationTokenSource cancellationTokenSource = new CancellationTokenSource();
cancellationTokenSource.Token.Register(() => System.Console.WriteLine("我被取消了."));
//五秒之后取消
cancellationTokenSource.CancelAfter(5000);
System.Console.WriteLine("不会阻塞,我会执行.");

这个操作也是定时取消操作，需要注意的是CancelAfter方法并不会阻塞执行，所以打印的结果是

不会阻塞,我会执行.
我被取消了.

关联取消

还有的时候是这样的场景，就是我们设置一组关联的CancellationTokenSource，我们期望的是只要这一组里的任意一个CancellationTokenSource被取消了，那么这个被关联的CancellationTokenSource就会被取消。说得通俗一点就是，我们几个当中只要一个不在了，那么你也可以不在了，具体的实现方式是这样的

//声明几个CancellationTokenSource
CancellationTokenSource tokenSource = new CancellationTokenSource();
CancellationTokenSource tokenSource2 = new CancellationTokenSource();
CancellationTokenSource tokenSource3 = new CancellationTokenSource();

tokenSource2.Token.Register(() => System.Console.WriteLine("tokenSource2被取消了"));

//创建一个关联的CancellationTokenSource
CancellationTokenSource tokenSourceNew = CancellationTokenSource.CreateLinkedTokenSource(tokenSource.Token, tokenSource2.Token, tokenSource3.Token);
tokenSourceNew.Token.Register(() => System.Console.WriteLine("tokenSourceNew被取消了"));
//取消tokenSource2
tokenSource2.Cancel();

上述示例中因为tokenSourceNew关联了tokenSource、tokenSource2、tokenSource3所以只要他们其中有一个被取消那么tokenSourceNew也会被取消，所以上述示例的打印结果是

tokenSourceNew被取消了
tokenSource2被取消了

判断取消

上面我们使用的方式，都是通过回调的方式得知CancellationTokenSource被取消了，没办法通过标识去得知CancellationTokenSource是否可用。不过微软贴心的为我们提供了IsCancellationRequested属性去判断，需要注意的是它是CancellationToken的属性，具体使用方式如下

CancellationTokenSource tokenSource = new CancellationTokenSource();
CancellationToken cancellationToken = tokenSource.Token;
//打印被取消
cancellationToken.Register(() => System.Console.WriteLine("被取消了."));
//模拟传递的场景
Task.Run(async ()=> {
    while (!cancellationToken.IsCancellationRequested)
    {
        System.Console.WriteLine("一直在执行...");
        await Task.Delay(1000);
    }
});
//5s之后取消
tokenSource.CancelAfter(5000);

上述代码五秒之后CancellationTokenSource被取消，因此CancellationTokenSource的Token也会被取消。反映到IsCancellationRequested上就是值为true说明被取消，为false说明没被取消，因此控制台输出的结果是

一直在执行...
一直在执行...
一直在执行...
一直在执行...
一直在执行...
被取消了.

还有另一种方式，也可以主动判断任务是否被取消，不过这种方式简单粗暴，直接是抛出了异常。如果是使用异步的方式的话，需要注意的是Task内部异常的捕获方式，否则对外可能还没有感知到具体异常的原因，它的使用方式是这样的，这里为了演示方便我直接换了一种更直接的方式

CancellationTokenSource tokenSource = new CancellationTokenSource();
CancellationToken cancellationToken = tokenSource.Token;
cancellationToken.Register(() => System.Console.WriteLine("被取消了."));
tokenSource.CancelAfter(5000);
while (true)
{
    //如果操作被取消则直接抛出异常
    cancellationToken.ThrowIfCancellationRequested();
    System.Console.WriteLine("一直在执行...");
    await Task.Delay(1000);
}

执行五秒之后则直接抛出 System.OperationCanceledException: The operation was canceled.异常，异步情况下注意异常处理的方式即可。通过上面这些简单的示例，相信大家对CancellationTokenSource有了一定的认识，大概知道了在什么时候可以使用它，主要是异步取消通知，或者限定时间操作通知等等。CancellationTokenSource是个不错的神器，使用简单功能强大。

源码探究

通过上面的示例，相信大家对CancellationTokenSource有了一个基本的认识，真的是非常强大，而且使用起来也非常的简单，这也是c#语言的精妙之处，非常实用，让你用起来的时候非常舒服，有种用着用着就想跪下的冲动。步入正题，接下来让我们来往深处看看CancellationTokenSource的源码，看看它的工作机制是啥。本文贴出的源码是博主精简过的，毕竟源码太多不太可能全部粘贴出来，主要是跟着它的思路了解它的工作方式。

构造入手

因为这一次呢CancellationTokenSource的初始化函数中有一个比较重要的构造函数，那就是可以设置定时超时的操作，那么我们就从它的构造函数入手[点击查看源码

以上是关于浅谈C#取消令牌CancellationTokenSource的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章

浅谈C#更改令牌ChangeToken

如何取消 CancellationToken

C#：使用 CancellationToken 取消 MySqlCommand，给出 NULLReferenceException

C#源码生成器的cancellationtoken啥时候取消？

连续 WebJobs 和 CancellationToken