C#中：探索 Task 与 CancellationTokenSource 的高效协作

在现代 C#开发中，异步编程模式（APM）已经成为处理 I/O 操作和长时间运行任务不可或缺的一部分。Task 和 CancellationTokenSource 是两个强大的工具，它们结合在一起，能够显著提升应用的响应性和可控制性。本文将深入探讨如何在 C#中高效地结合使用 Task 和 CancellationTokenSource，以优化异步任务的执行和取消。

一、Task 简介 Task 是.NET Framework 和.NET Core 中用于表示异步操作的类。它封装了一个要在线程池中执行的操作，并提供了一种等待该操作完成的方法。使用 Task，可以轻松地编写非阻塞的异步代码，从而提高应用程序的吞吐量和响应性。

二、CancellationTokenSource 的作用 CancellationTokenSource 是用于发出取消信号的对象。它包含一个 CancellationToken 属性，该属性可以传递给需要支持取消操作的异步任务。当调用 CancellationTokenSource 的 Cancel 方法时，关联的 CancellationToken 将触发其 IsCancellationRequested 属性变为 true，并且可以通过调用 ThrowIfCancellationRequested 方法抛出 OperationCanceledException 异常，从而中断任务。

三、Task 与 CancellationTokenSource 的结合使用将 Task 与 CancellationTokenSource 结合使用，可以实现任务的优雅取消和资源的有效管理。以下是一个简单的示例，展示了如何在异步任务中支持取消操作：

csharpusing System;using System.Threading;using System.Threading.Tasks;

class Program{static async Task Main(string[] args){// 创建一个 CancellationTokenSourceusing CancellationTokenSource cts = new CancellationTokenSource();

    // 启动一个异步任务，并传递CancellationToken    Task longRunningTask = LongRunningOperationAsync(cts.Token);
    // 模拟主线程的其他操作    await Task.Delay(2000); // 等待2秒
    // 请求取消任务    cts.Cancel();
    try    {        // 等待任务完成（或取消）        await longRunningTask;    }    catch (OperationCanceledException)    {        Console.WriteLine("任务已被取消。");    }}
static async Task LongRunningOperationAsync(CancellationToken cancellationToken){    for (int i = 0; i < 10; i++)    {        // 检查是否请求了取消        cancellationToken.ThrowIfCancellationRequested();
        // 模拟长时间运行的操作        await Task.Delay(1000); // 等待1秒        Console.WriteLine($"正在运行，进度: {i + 1}/10");    }
    Console.WriteLine("任务完成。");}

}在这个示例中：

创建了一个 CancellationTokenSource 实例。启动了一个异步任务 LongRunningOperationAsync，并将 CancellationToken 作为参数传递。在主线程中模拟了其他操作，并在 2 秒后请求取消任务。在异步任务中，定期检查 CancellationToken 的 IsCancellationRequested 属性，并在请求取消时抛出 OperationCanceledException。捕获 OperationCanceledException 异常，并处理任务取消的情况。四、高级用法：注册回调和超时处理除了基本的取消操作外，CancellationTokenSource 还支持注册回调方法和处理超时情况。例如，可以在请求取消时执行一些清理工作，或者设置任务的最长执行时间。

csharp// 注册回调方法 cts.Token.Register(() => Console.WriteLine("取消请求已注册。"));

// 设置超时时间 Task timeoutTask = Task.Delay(3000); // 3 秒后超时

if (await Task.WhenAny(longRunningTask, timeoutTask) == timeoutTask){cts.Cancel();Console.WriteLine("任务超时，已请求取消。");}通过注册回调方法和设置超时任务，可以进一步增强对异步任务的控制和灵活性。

五、总结 Task 和 CancellationTokenSource 是 C#异步编程中的两个关键组件。它们的结合使用不仅提高了代码的可读性和可维护性，还提供了强大的任务取消和超时处理机制。通过合理利用这两个工具，可以编写出更加健壮、高效和响应迅速的异步应用程序。希望本文能够帮助你更好地理解和应用 Task 与 CancellationTokenSource，从而在 C#开发中取得更好的成果。