C#：如何通过 CancellationTokenSource 取消一个正在运行的 Task？

在 C# 中，使用 CancellationTokenSource 取消 Task 的核心机制是通过传递令牌（Token）实现协作式取消。以下是具体实现方式和注意事项的总结：

一、基本流程

1. 创建 CancellationTokenSource 实例
   这是取消操作的源头，用于生成取消令牌和控制取消逻辑。

   var cts = new CancellationTokenSource();
   

2. 传递令牌到任务
   在启动任务时，将 cts.Token 作为参数传递给需要支持取消的方法。

   Task task = Task.Run(() => DoWork(cts.Token), cts.Token);
   

3. 触发取消操作
   通过 Cancel() 方法或设置超时自动触发取消：

   cts.Cancel();                      // 立即取消
   cts.CancelAfter(5000);             // 5秒后自动取消
   

二、任务内部如何响应取消

1. 轮询检查 IsCancellationRequested
   在任务代码中周期性地检查取消状态，手动终止操作：

   private void DoWork(CancellationToken token) {
       while (!token.IsCancellationRequested) {
           // 执行耗时操作
       }
   }
   

2. 抛出 OperationCanceledException
   使用 ThrowIfCancellationRequested() 方法简化取消响应，此方法会在取消时自动抛出异常：

   private void DoWork(CancellationToken token) {
       while (true) {
           token.ThrowIfCancellationRequested();
           // 执行操作
       }
   }
   

三、高级用法

1. 注册取消回调
   通过 Register 方法注册取消时的回调函数，用于资源清理或日志记录：

   cts.Token.Register(() => {
       Console.WriteLine("任务已取消");
   });
   

2. 结合 Task.ContinueWith 处理后续逻辑
   任务取消后，可通过 ContinueWith 执行特定操作（如更新状态或恢复数据）：

   task.ContinueWith(t => {
       if (t.IsCanceled) {
           Console.WriteLine("任务被取消");
       }
   });
   

四、注意事项

1. 避免忘记传递 CancellationToken
   如果任务未接收令牌参数，取消操作将无法生效。

2. 正确处理取消异常
   若使用 ThrowIfCancellationRequested，需确保任务代码能正确处理 OperationCanceledException，否则可能导致程序崩溃。

3. 避免长时间不检查取消状态
   如果任务内部存在耗时循环或阻塞操作，需高频次检查 IsCancellationRequested，否则取消请求可能延迟生效。

五、典型场景示例

var cts = new CancellationTokenSource();
Task task = Task.Run(() => {
    while (true) {
        cts.Token.ThrowIfCancellationRequested();
        // 模拟工作
        Thread.Sleep(1000);
    }
}, cts.Token);

// 5秒后取消任务
cts.CancelAfter(5000);

通过以上方法，可以实现对任务的精确控制，提升异步程序的健壮性和响应性。更多实践案例可参考来源。

案例

以下是一个结合 CancellationTokenSource 实现任务取消的具体案例，包含完整代码和场景说明，引用自多个实践场景：

案例：模拟文件下载任务的可取消操作
场景需求
开发一个后台文件下载功能，允许用户在下载过程中随时取消，并实现以下功能：

1. 每秒模拟下载进度更新
   2.5秒后自动取消任务（模拟超时）
2. 取消时触发资源清理和日志记录

完整代码实现

using System;
using System.Threading;
using System.Threading.Tasks;
 
class Program 
{
    static async Task Main()
    {
        // 1. 创建取消令牌源
        var cts = new CancellationTokenSource();
        
        // 2. 注册取消回调（清理资源）
        cts.Token.Register(() => 
        {
            Console.WriteLine("\n释放网络连接资源...");
            Console.WriteLine("下载已取消");
        });
 
        try 
        {
            // 3. 启动下载任务 
            var downloadTask = DownloadFileAsync(cts.Token);
            
            // 4. 设置5秒后自动取消 
            cts.CancelAfter(5000);
            
            await downloadTask;
            Console.WriteLine("下载完成！");
        }
        catch (OperationCanceledException)
        {
            // 5. 处理取消异常 
            Console.WriteLine("\n用户主动取消下载");
        }
    }
 
    static async Task DownloadFileAsync(CancellationToken token)
    {
        try 
        {
            for (int i = 0; i <= 100; i++)
            {
                // 6. 检查取消请求 
                token.ThrowIfCancellationRequested();
                
                // 模拟下载进度 
                Console.WriteLine($"进度: {i}%");
                await Task.Delay(1000, token); // 传递令牌到延迟操作 
            }
        }
        finally 
        {
            // 7. 最终资源清理（无论是否取消）
            Console.WriteLine("清理临时文件...");
        }
    }
}

关键实现解析

1. 双重取消检查机制

   • 通过 ThrowIfCancellationRequested() 主动抛出异常终止任务
   • Task.Delay 传递令牌参数，在等待期间响应取消

2. 分层资源管理

   • 使用 Register 处理网络连接释放（取消时立即执行）
   • 在 finally 块中确保临时文件清理（无论是否取消）

3. 超时自动取消
   CancelAfter(5000) 实现无人值守场景下的安全机制

运行结果示例

进度: 0%
进度: 1%
进度: 2%
进度: 3%
进度: 4%
释放网络连接资源...
下载已取消 
清理临时文件...
用户主动取消下载 

扩展实践建议

1. UI集成：在WPF/WinForms中可将进度更新绑定到进度条控件
2. 重试逻辑：捕捉 OperationCanceledException 后实现自动重试机制
3. 复合令牌：通过 CancellationTokenSource.CreateLinkedTokenSource 实现多条件取消

此案例涵盖了任务取消的核心模式，可直接应用于网络请求、大数据处理等需要中断控制的场景。

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​最后我们放松一下眼睛