C#的OperationCanceledException是什么？如何处理取消请求？-C#.Net教程-PHP中文网

C#的OperationCanceledException是什么？如何处理取消请求？

幻夢星雲

发布： 2025-08-24 09:36:02

原创

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取消操作的重要性体现在提升用户体验、优化资源管理、避免状态不一致和构建响应式服务；2. 在复杂异步流程中，应通过将cancellationtoken作为参数逐层传递、使用createlinkedtokensource组合多个取消条件、并在并行操作中通过paralleloptions或task.whenall确保每个任务都能响应取消，从而实现有效的取消传递与处理，最终保证系统能够及时、优雅地响应取消请求并释放资源。

C#的OperationCanceledException是什么？如何处理取消请求？

OperationCanceledException

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是 .NET 中一个非常关键的异常类型，它明确表示一个操作因为外部请求而被取消了，而不是因为某种错误或失败。这听起来可能有点抽象，但它实际上是协作式取消模式的核心，让程序能够优雅地停止正在进行的任务，避免不必要的资源消耗或长时间等待。它不是一个“错误”，而是一种“请求”，一种信号，告诉你的代码：“嘿，停下来吧，我们不需要你了。”

处理取消请求，核心在于使用

CancellationTokenSource

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和

CancellationToken

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。这套机制设计得相当巧妙，它提供了一种标准化的方式来发出和响应取消信号。

你需要一个

CancellationTokenSource

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来创建和管理取消令牌。它就像一个控制中心，你可以通过它来发出取消指令。

CancellationTokenSource cts = new CancellationTokenSource();
// 在某个时机，比如用户点击了“取消”按钮
// cts.Cancel();

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然后，将

cts.Token

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传递给你的可取消操作。这个

CancellationToken

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就是实际的令牌，它会“告诉”你的操作是否应该停止。

在你的操作内部，你需要定期检查这个令牌的状态。最直接的方式是调用

cancellationToken.ThrowIfCancellationRequested()

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。如果令牌已经处于取消状态，这个方法会立即抛出

OperationCanceledException

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。

public async Task DoSomethingCancellableAsync(CancellationToken cancellationToken)
{
    for (int i = 0; i < 100; i++)
    {
        cancellationToken.ThrowIfCancellationRequested(); // 检查并抛出异常
        Console.WriteLine($"Processing item {i}");
        await Task.Delay(100); // 模拟耗时操作
    }
}

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在调用这个可取消操作的地方，你需要用

try-catch

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块来捕获

OperationCanceledException

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。这是你响应取消请求的地方，通常意味着清理资源或者简单地退出。

try
{
    await DoSomethingCancellableAsync(cts.Token);
    Console.WriteLine("Operation completed successfully.");
}
catch (OperationCanceledException)
{
    Console.WriteLine("Operation was cancelled.");
    // 这里可以进行一些清理工作，比如释放资源
}
finally
{
    cts.Dispose(); // 记得释放 CancellationTokenSource
}

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除了

ThrowIfCancellationRequested()

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，你也可以通过

cancellationToken.IsCancellationRequested

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属性来手动检查，然后执行自定义的清理逻辑，而不是立即抛出异常。这在某些场景下可能更灵活，比如你想在取消前完成一些关键的收尾工作。

if (cancellationToken.IsCancellationRequested)
{
    Console.WriteLine("Cancellation requested, performing graceful shutdown...");
    // 执行一些清理或保存状态的操作
    cancellationToken.ThrowIfCancellationRequested(); // 或者最后还是抛出，保持一致性
}

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最后，别忘了

CancellationTokenSource

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是一个

IDisposable

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对象，使用完后要及时

Dispose

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，避免资源泄露。

取消操作在现代应用中的重要性体现在哪些方面？

取消操作在构建响应式、健壮的现代应用程序中，其重要性真的不言而喻。我个人觉得，它不仅仅是一个“功能”，更是一种设计哲学。你想想看，一个用户启动了一个耗时的数据导入，突然发现选错了文件，他会怎么做？他肯定想立刻停止。如果没有取消机制，程序可能就傻傻地继续执行，直到完成或者出错，这用户体验简直是灾难。

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它主要体现在几个方面：

提升用户体验： 这是最直观的。用户不再需要等待一个不必要的长时间操作完成，或者通过强制关闭应用来中断它。一个“取消”按钮能极大地提高应用的友好度。
资源管理与效率： 想象一下，一个后台任务正在下载一个巨大的文件，或者执行复杂的计算。如果这个任务不再需要，能够及时取消它，就能立即释放网络带宽、CPU周期和内存，避免不必要的资源浪费。这对于服务器端应用尤其关键，能有效控制并发负载。
避免竞态条件与不一致状态： 有时候，一个操作的取消可能意味着相关联的另一个操作也应该停止。通过协作式取消，我们可以确保系统状态的一致性。比如，如果一个数据写入操作被取消，那么后续依赖于这个写入成功的操作也应该被通知停止，避免基于不完整数据继续执行。
构建响应式服务： 在微服务架构或长时间运行的服务中，能够优雅地关闭或重启服务而不中断正在进行的关键操作，或者在负载过高时主动取消低优先级任务，是服务稳定性的重要保障。这就像给你的服务一个“暂停”或“停止”键，而不是直接拔插头。

我见过不少项目，在设计初期忽略了取消机制，结果后期为了解决用户抱怨或者服务器过载问题，不得不进行大规模的重构，那真是吃力不讨好。所以，从一开始就考虑任务的可取消性，绝对是明智之举。

如何在复杂异步流程中有效传递和响应取消令牌？

在简单的例子里，直接传递

CancellationToken

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似乎没什么难度，但当你的代码变得复杂，涉及多层方法调用、多个异步任务甚至跨越不同的组件时，有效传递和响应取消令牌就成了一个需要仔细考虑的问题。

一个核心原则是：将

CancellationToken

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作为参数一路向下传递。 任何可能执行耗时操作的异步方法，都应该接受一个

CancellationToken

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参数。这听起来有点像“污染”你的方法签名，但这是实现协作式取消的必要代价。

// 顶层方法
public async Task OrchestrateProcessAsync(CancellationToken cancellationToken)
{
    cancellationToken.ThrowIfCancellationRequested();
    await Step1Async(cancellationToken);

    cancellationToken.ThrowIfCancellationRequested();
    await Step2Async(cancellationToken);

    // ...
}

// 中间层方法
public async Task Step1Async(CancellationToken cancellationToken)
{
    // 可以在这里创建新的 CancellationTokenSource，用于组合取消
    // CancellationTokenSource linkedCts = CancellationTokenSource.CreateLinkedTokenSource(cancellationToken, someOtherToken);
    // await SubStepAsync(linkedCts.Token);

    cancellationToken.ThrowIfCancellationRequested();
    await Task.Delay(500, cancellationToken); // Task.Delay 也支持 CancellationToken
    Console.WriteLine("Step 1 done.");
}

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组合取消令牌 (Linked Tokens): 有时候，你可能需要一个操作在多个取消信号中的任意一个被触发时就停止。例如，既要响应外部的取消请求，又要响应内部的超时。这时，

CancellationTokenSource.CreateLinkedTokenSource

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就派上用场了。

using var timeoutCts = new CancellationTokenSource(TimeSpan.FromSeconds(5)); // 5秒后自动取消
using var linkedCts = CancellationTokenSource.CreateLinkedTokenSource(externalCancellationToken, timeoutCts.Token);

try
{
    await DoLongRunningOperationAsync(linkedCts.Token);
}
catch (OperationCanceledException ex) when (ex.CancellationToken == timeoutCts.Token)
{
    Console.WriteLine("Operation timed out!");
}
catch (OperationCanceledException)
{
    Console.WriteLine("Operation cancelled by external request.");
}

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这里有个小细节，

when (ex.CancellationToken == timeoutCts.Token)

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这种过滤可以让你区分是哪个

CancellationToken

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导致了取消，这在调试或需要特定响应时非常有用。

在并行和并发操作中的处理： 当你使用

Task.WhenAll

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或

Parallel.ForEach

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等进行并发操作时，也需要确保每个子任务都能感知到取消信号。

Parallel.ForEach

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提供了

ParallelOptions

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来传递

CancellationToken

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，而

Task.WhenAll

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则要求你确保每个

Task

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内部都处理了取消。

// Parallel.ForEach 示例
var options = new ParallelOptions { CancellationToken = cancellationToken };
try
{
    Parallel.ForEach(items, options, item =>
    {
        options.CancellationToken.ThrowIfCancellationRequested();
        // 处理 item
    });
}
catch (OperationCanceledException)
{
    Console.WriteLine("Parallel operation cancelled.");
}

// Task.WhenAll 示例
var tasks = new List<Task>();
foreach (var item in items)
{
    tasks.Add(ProcessItemAsync(item, cancellationToken)); // 确保 ProcessItemAsync 内部处理取消
}
try
{
    await Task.WhenAll(tasks);
}
catch (OperationCanceledException)
{
    Console.WriteLine("One or more tasks were cancelled.");
}

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我发现很多人在处理复杂异步流程时，容易忘记

以上就是C#的OperationCanceledException是什么？如何处理取消请求？的详细内容，更多请关注php中文网其它相关文章！