掌握C#并行任务的取消与异常处理（新手也能轻松上手的多线程编程指南）

什么是CancellationToken？

在C#中，CancellationToken 是实现任务取消的核心机制。它允许你向正在运行的任务发送“取消请求”，任务接收到后可以选择优雅地终止。

通常，我们会通过 CancellationTokenSource 来创建一个 CancellationToken，然后将其传递给需要支持取消操作的方法。

基本用法：如何取消一个并行任务

下面是一个简单的示例，演示如何使用 CancellationToken 来取消一个长时间运行的任务：

using System;using System.Threading;using System.Threading.Tasks;class Program{    static async Task Main(string[] args)    {        // 创建取消令牌源        var cts = new CancellationTokenSource();        // 启动一个可取消的任务        Task task = DoWorkAsync(cts.Token);        // 模拟用户在3秒后请求取消        await Task.Delay(3000);        cts.Cancel();        try        {            await task;        }        catch (OperationCanceledException ex)        {            Console.WriteLine($"任务已被取消: {ex.Message}");        }    }    static async Task DoWorkAsync(CancellationToken token)    {        for (int i = 0; i < 100; i++)        {            // 检查是否请求取消            token.ThrowIfCancellationRequested();            Console.WriteLine($"正在处理第 {i + 1} 项...");            await Task.Delay(500, token); // 使用带取消令牌的Delay        }        Console.WriteLine("任务完成！");    }}

在这个例子中，我们使用了 ThrowIfCancellationRequested() 方法。一旦调用 cts.Cancel()，该方法会立即抛出 OperationCanceledException，从而中断任务执行。

异常处理：捕获并行任务中的错误

并行任务中的异常不会自动传播到主线程，必须显式等待（await）或访问 Task.Result 才能触发异常。因此，良好的 C#异常处理实践至关重要。

static async Task Main(string[] args){    try    {        await RiskyTaskAsync();    }    catch (Exception ex)    {        Console.WriteLine($"捕获到异常: {ex.GetType().Name} - {ex.Message}");    }}static async Task RiskyTaskAsync(){    await Task.Delay(1000);    throw new InvalidOperationException("模拟任务失败！");}

如果你不使用 try-catch 包裹 await，异常将导致程序崩溃或被静默忽略（取决于上下文）。因此，始终对可能失败的任务进行异常处理。

组合使用：取消 + 异常处理

在实际项目中，你经常需要同时处理取消和普通异常。以下是一个更完整的示例：

static async Task ProcessDataAsync(CancellationToken token){    try    {        for (int i = 0; i < 10; i++)        {            token.ThrowIfCancellationRequested();            // 模拟可能失败的操作            if (i == 5)                throw new IOException("磁盘读取失败！");            await Task.Delay(1000, token);            Console.WriteLine($"步骤 {i + 1} 完成");        }    }    catch (OperationCanceledException)    {        Console.WriteLine("任务被用户取消。");        throw; // 重新抛出以保持取消语义    }    catch (Exception ex)    {        Console.WriteLine($"发生错误: {ex.Message}");        // 可选择记录日志或重试        throw; // 根据业务需求决定是否重新抛出    }}

注意：在捕获 OperationCanceledException 后，通常建议重新抛出，以确保调用方知道任务是被取消的，而不是正常完成或因其他错误失败。

最佳实践总结

• 始终为长时间运行的任务提供 CancellationToken 支持。
• 在循环或耗时操作中定期检查 token.IsCancellationRequested 或调用 ThrowIfCancellationRequested()。
• 使用 try-catch 块包裹 await 调用，妥善处理 Task取消令牌 和其他异常。
• 避免在任务中吞掉异常（即 catch 后不处理也不重新抛出），这会导致调试困难。
• 在UI或Web应用中，将 CancellationTokenSource 与用户操作（如点击“取消”按钮）绑定。

结语

掌握 C#多线程编程 中的任务取消与异常处理，不仅能提升程序的健壮性，还能带来更好的用户体验。通过合理使用 CancellationToken 和结构化的异常处理机制，你可以编写出既高效又安全的异步代码。

希望这篇教程能帮助你从零开始理解并应用这些关键概念。动手试试吧，实践是最好的老师！