C#任务无法取消。

Question

我有几个任务需要执行，每个任务的执行时间不同。其中一些任务执行数据库访问，另一些任务只做一些计算。我的代码结构如下:

var Canceller = new CancellationTokenSource();

List<Task<int>> tasks = new List<Task<int>>();

tasks.Add(new Task<int>(() => { Thread.Sleep(3000); Console.WriteLine("{0}: {1}", DateTime.Now, 3); return 3; }, Canceller.Token));
tasks.Add(new Task<int>(() => { Thread.Sleep(1000); Console.WriteLine("{0}: {1}", DateTime.Now, 1); return 1; }, Canceller.Token));
tasks.Add(new Task<int>(() => { Thread.Sleep(2000); Console.WriteLine("{0}: {1}", DateTime.Now, 2); return 2; }, Canceller.Token));
tasks.Add(new Task<int>(() => { Thread.Sleep(8000); Console.WriteLine("{0}: {1}", DateTime.Now, 8); return 8; }, Canceller.Token));
tasks.Add(new Task<int>(() => { Thread.Sleep(6000); Console.WriteLine("{0}: {1}", DateTime.Now, 6); return 6; }, Canceller.Token));

tasks.ForEach(x => x.Start());

bool Result = Task.WaitAll(tasks.Select(x => x).ToArray(), 3000);

Console.WriteLine(Result);

Canceller.Cancel();

tasks.ToList().ForEach(x => { x.Dispose(); }); // Exception here
tasks.Clear();
tasks = null;

Canceller.Dispose();
Canceller = null;

我有5秒钟的时间来启动所有这些任务。每5秒钟我会调用上面的代码。在下一次调用之前，我必须确保上一个执行周期中没有剩余任务。比如说，如果执行后经过了3秒钟，我希望取消未完成的任务的执行。

当我运行代码Task.WaitAll并将参数设置为3000时，前3个任务按预期完成。然后我得到Result为false的结果，因为还有2个任务未完成。然后我必须取消这两个任务。如果我试图释放它们，我会收到异常提示“已完成的任务只能被释放”。

我该怎么做才能实现这个目标呢？在调用CancellationTokenSource的Cancel方法后，这两个任务仍然在执行。问题出在哪里？

- Demir

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将任务(Sleep(8000))分成若干部分(Sleep(100) * 80)，并在开始每一部分之前检查IsCancelationRequest。 - Sinatr

Answer 1

首先，你几乎永远不应该使用Task.Start。相反，请使用静态的Task.Run方法。

当你将CancellationToken传递给Task.Run或其他创建任务的API时，这并不能立即通过请求取消来中止任务。只有当任务中的代码抛出OperationCanceledException异常时，这才会将任务的状态设置为Canceled。请参阅此文章中的CancellationToken部分。

要取消任务，任务运行的代码必须与您合作。例如，如果代码在循环中执行某些操作，则该代码必须定期检查是否请求了取消，并在请求取消时抛出异常（或者如果您不希望任务被视为已取消，则简单地退出循环）。CancellationToken中有一个名为ThrowIfCancellationRequested的方法，可以做到这一点。当然，这意味着这样的代码需要访问CancellationToken对象。这就是为什么我们有接受取消标记的方法。

另一个例子是，如果任务运行的代码调用数据库访问方法，则最好调用一个接受CancellationToken的方法，以便这样的方法在请求取消时尝试尽快退出。

因此，总之，取消操作并不是什么神奇的事情，因为任务运行的代码需要与您合作。

- Yacoub Massad

Answer 2

如果你想取消尚未完成的任务，你需要采用协作取消的方式。目前，你的任务都没有监视传递给它们的CancellationToken。

使用同步的Thread.Sleep监视令牌可以起到作用，但是只有在从休眠中唤醒后监视令牌才有效，这不会中止任何正在睡眠状态下的线程。相反，我提供了一种替代方法，即使用Task.Delay。当你想要在令牌上进行监视时，这是合适的，因为它允许你将令牌传递给延迟操作本身。

异步等效项的草图可能如下：

public async Task ExecuteAndTimeoutAsync()
{
    var canceller = new CancellationTokenSource();
    var tasks = new[]
    {
        Task.Run(async () =>
        {
            var delay = 2000;
            await Task.Delay(delay, canceller.Token);
            if (canceller.Token.IsCancellationRequested)
            {
                Console.WriteLine($"Operation with delay of {delay} cancelled");
                return -1;
            }
            Console.WriteLine("{0}: {1}", DateTime.Now, 3);
            return 3;
        }, canceller.Token),
        Task.Run(async () =>
        {
            var delay = 5000;
            await Task.Delay(, canceller.Token);
            if (canceller.Token.IsCancellationRequested)
            {
                Console.WriteLine($"Operation with delay of {delay} cancelled");
                return -1;
            }
            Console.WriteLine("{0}: {1}", DateTime.Now, 2);
            return 2;
        }, canceller.Token)
    };

    await Task.Delay(3000);
    canceller.Cancel();

    await Task.WhenAll(tasks);
}

如果无法使用异步操作，请在使用Thread.Sleep后监视给定的令牌，以便您的线程知道您实际上请求了取消。

注意事项：

1.请使用Task.Run而不是new Task。前者返回一个已经启动的“热任务”，无需迭代集合并调用Start。 2.真的没有必要处理Task。只有在使用Task公开的WaitHandle时才使用它，这里没有使用。 3.最好使用Task.WhenAll而不是Task.WaitAll。 4.在代码中遵循.NET命名约定。

- Yuval Itzchakov

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你的例子在技术上是正确的，但代码量看起来很糟糕，需要一个函数来简化。 - Sten Petrov

@StenPetrov，这确实可以实现，但这只是一个快速而粗略的复制和更正。我不会为他重新实现此方法，因为它似乎主要是测试和丢弃代码。如果这是任何要投入生产的东西，一定需要进行代码审查。但是，我的答案的目的是传达技术上实现此操作的方式，而不是正确实现多任务执行的方法。 - Yuval Itzchakov

@Sinatr 我不确定你所说的"cheat"是什么意思，这是一种事实上的异步控制方式，用于在一定时间内暂时放弃控制权。我认为没有必要启动一个线程然后主动阻塞它。 - Yuval Itzchakov

所以这个方法不能与Sleep一起使用。在我看来，它与 OP 的示例有着相同的问题。你只是用异步代码替换了 OP 的片段问题，并且解释得很不好（尽管 @YacoubMassad 的回答已经足够解释清楚了）。但并不总是可能将某些东西替换为同时还支持取消的异步方法，因此我有这些评论。 - Sinatr

@Sinatr OP可以将Task.Delay与Thread.Sleep进行切换。不同之处在于，强制线程休眠只会在线程唤醒后允许监视令牌取消。切换到Task.Delay正好满足OP的要求，即使在执行暂停期间也允许协作取消。如果您认为我的问题解释得不好，欢迎您添加自己的答案，并详细说明您认为他的代码应该如何。回答并不总是意味着以与OP编写的代码完全相同的方式解决问题。 - Yuval Itzchakov

Answer 3

在任务类中，取消涉及用户委托和请求取消的代码之间的协作。成功的取消需要请求代码调用 CancellationTokenSource.Cancel() 方法，并且用户委托及时终止操作。您可以使用以下选项之一终止操作：

• 通过直接从委托返回。在许多情况下，这是足够的；但是，以这种方式取消的任务实例会转换为 TaskStatus.RanToCompletion 状态，而不是 TaskStatus.Canceled 状态。

• 通过抛出 OperationCanceledException 并将其传递给请求取消的令牌。首选的方法是使用 ThrowIfCancellationRequested() 方法。以这种方式取消的任务将转换为取消状态，调用代码可以使用该状态来验证任务是否响应了其取消请求。

因此，您必须在任务中监听取消信号：

var Canceller = new CancellationTokenSource();
var token = Canceller.Token;

List<Task<int>> tasks = new List<Task<int>>();

tasks.Add(new Task<int>(() => { Thread.Sleep(3000); token.ThrowIfCancellationRequested(); Console.WriteLine("{0}: {1}", DateTime.Now, 3); return 3; }, token));
tasks.Add(new Task<int>(() => { Thread.Sleep(1000); token.ThrowIfCancellationRequested(); Console.WriteLine("{0}: {1}", DateTime.Now, 1); return 1; }, token));
tasks.Add(new Task<int>(() => { Thread.Sleep(2000); token.ThrowIfCancellationRequested(); Console.WriteLine("{0}: {1}", DateTime.Now, 2); return 2; }, token));
tasks.Add(new Task<int>(() => { Thread.Sleep(8000); token.ThrowIfCancellationRequested(); Console.WriteLine("{0}: {1}", DateTime.Now, 8); return 8; }, token));
tasks.Add(new Task<int>(() => { Thread.Sleep(6000); token.ThrowIfCancellationRequested(); Console.WriteLine("{0}: {1}", DateTime.Now, 6); return 6; }, token));

tasks.ForEach(x => x.Start());

bool Result = Task.WaitAll(tasks.Select(x => x).ToArray(), 3000);

Console.WriteLine(Result);

Canceller.Cancel();

try
{
    Task.WaitAll(tasks.ToArray());
}
catch (AggregateException ex)
{
    if (!(ex.InnerException is TaskCanceledException))
        throw ex.InnerException;
}

tasks.ToList().ForEach(x => { x.Dispose(); });
tasks.Clear();
tasks = null;

Canceller.Dispose();
Canceller = null;

- Arturo Menchaca