.NET 中異步任務(wù)的取消和監(jiān)控

CancellationTokenSource cts = new CancellationTokenSource()

CancellationToken token=cts.Token;

取消釋放令牌：

cts.Cancel();

CancellationToken

監(jiān)聽令牌取消事件：

token.Register(() => Console.WriteLine("令牌被取消"));

判斷令牌是否取消

//返回一個bool，如果令牌被取消為true
token.IsCancellationRequested

//如果token被取消則拋出異常，內(nèi)部實現(xiàn)其實就是判斷IsCancellationRequested
token.ThrowIfCancellationRequested()=>{
 if(token.IsCancellationRequested){
  throw new OperationCanceledException();
 }
}

代碼示例

下面模擬一個文件下載的任務(wù)，在未下載完成后下載任務(wù)被取消

 public void Run()
 {
     CancellationTokenSource cts = new CancellationTokenSource();

     Task.Run(() =>
              {
                  //等待兩秒后取消，模擬的是用戶主動取消下載任務(wù)
                  Thread.Sleep(2000);
                  cts.Cancel();
              });

     try
     {
         var size = DownloadFile(cts.Token);
         Console.WriteLine("文件大小：" + size);
     }
     catch (OperationCanceledException)
     {
         Console.WriteLine("下載失敗");
     }finally{
         cts.Dispose();
     }
     Thread.Sleep(2000);
 }


/// <summary>
/// 模擬下載文件,下載文件需要五秒
/// </summary>
/// <returns></returns>
public int DownloadFile(CancellationToken token)
{
    token.Register(() =>
                   {
                       System.Console.WriteLine("監(jiān)聽到取消事件");
                   });

    Console.WriteLine("開始下載文件");
    for (int i = 0; i < 5; i++)
    {
        token.ThrowIfCancellationRequested();
        Console.WriteLine(i.ToString());
        Thread.Sleep(1000);
    }
    Console.WriteLine("文件下載完成");
    return 100;
}

輸出結(jié)果：

開始下載文件
0
1
監(jiān)聽到取消事件
下載失敗

思考

為什么要將CancellationToken和CancellationTokenSource分為兩個類呢，直接一個CancellationToken又可以取消又可以判斷狀態(tài)注冊啥的不是更好，更方便？

其實每種類的設(shè)計和實現(xiàn)都可以有很多不同的策略，CTS和CT從這個兩個類提供的為數(shù)不多的公開方法中就可以看出，CTS用來控制Token的生成和取消等生命周期狀態(tài)，CT只能用來監(jiān)聽和判斷，無法對Token的狀態(tài)進(jìn)行改變。

所以這種設(shè)計的目的就是關(guān)注點分離。限制了CT的功能，避免Token在傳遞過程中被不可控的因素取消造成混亂。

關(guān)聯(lián)令牌

繼續(xù)拿上面的示例來說，示例中實現(xiàn)了從外部控制文件下載功能的終止。

如果要給文件下載功能加一個超時時間的限制，此時可以增加一個控制超時時間的token，將外部傳來的token和內(nèi)部token 關(guān)聯(lián)起來變?yōu)橐粋€token

只需要將DownloadFile()函數(shù)做如下改造即可

public int DownloadFile(CancellationToken externalToken)
        {
            //通過構(gòu)造函數(shù)設(shè)置TokenSource一秒之后調(diào)用Cancel()函數(shù)
            var timeOutToken = new CancellationTokenSource(new TimeSpan(0, 0, 1)).Token;
            using (var linkToken = CancellationTokenSource.CreateLinkedTokenSource(externalToken, timeOutToken))
            {
                Console.WriteLine("開始下載文件");
                for (int i = 0; i < 5; i++)
                {
                    linkToken.Token.ThrowIfCancellationRequested();
                    Console.WriteLine(i.ToString());
                    Thread.Sleep(1000);
                }
                Console.WriteLine("文件下載完成");
                return 100;
            }
        }

此時不論是externalToken取消，或是timeOutToken取消，都會觸發(fā)linkToken的取消事件

CancellationChangeToken

CancellationChangeToken主要用來監(jiān)測目標(biāo)變化,需配合ChangeToken使用。從功能場景來說，其實ChangeToken的功能和事件似乎差不多，當(dāng)監(jiān)控的目標(biāo)發(fā)生了變化，監(jiān)聽者去做一系列的事情。

但是事件的話，監(jiān)聽者需要知道目標(biāo)的存在，就是如果A要注冊B的事件，A是要依賴B的。

CancellationChangeToken是基于CancellationToken來實現(xiàn)的，可以做到依賴于Token而不直接依賴被監(jiān)聽的類

創(chuàng)建CancellationChangeToken：

new CancellationChangeToken(new CancellationTokenSource().Token)

監(jiān)聽Token變動

new CancellationChangeToken(cts.Token).RegisterChangeCallback(obj => Console.WriteLine("token 變動"), null);

CancellationChangeToken只是把CancellationToken包裝了一層。RegisterChangeCallback最終也是監(jiān)聽的CancellationToken的IsCancellationRequested狀態(tài)。

所以就有個問題，代碼寫到這里，并不能實現(xiàn)每次內(nèi)部變動都觸發(fā)回調(diào)事件。

因為CT只會Cancel一次，對應(yīng)的監(jiān)聽也會執(zhí)行一次。無法實現(xiàn)多次監(jiān)聽

為了實現(xiàn)變化的持續(xù)監(jiān)聽，需要做兩個操作

• 讓Token在Cancel之后重新初始化
• 每次Cancel回調(diào)之后重新監(jiān)聽新的Token

先上代碼，下面的代碼實現(xiàn)了每次時間變動都會通知展示面板刷新時間的顯示

public void Run()
{
    var bjDate = new BeijingDate();
    DisplayDate(bjDate.GetChangeToken, bjDate.GetDate);
    Thread.Sleep(50000);
}

public void DisplayDate(Func<IChangeToken> getChangeToken, Func<DateTime> getDate)
{
    ChangeToken.OnChange(getChangeToken, () => Console.WriteLine("當(dāng)前時間：" + getDate()));
}

public class BeijingDate
{
    private CancellationTokenSource cts;
    private DateTime date;
    public BeijingDate()
    {
        cts = new CancellationTokenSource();
        var timer = new Timer(TimeChange, null, 0, 1000);
    }

    private void TimeChange(object state)
    {
        date = DateTime.Now;
        var old = cts;
        cts = new CancellationTokenSource();
        old.Cancel();
    }

    public DateTime GetDate() => date;
    public CancellationChangeToken GetChangeToken()
    {
        return new CancellationChangeToken(cts.Token);
    }
}

在TimeChange()中修改了時間，重置了Token并將舊的Token取消

在DisplayDate中用ChangeToken.OnChange獲取對應(yīng)的Token并監(jiān)聽

實現(xiàn)了DisplayData函數(shù)和BeijingDate這個類的解耦

ChangeToken.OnChange 這個函數(shù)接收兩個參數(shù)，一個是獲取Token的委托，一個是Token取消事件的響應(yīng)委托。

每次在處理完Token的取消事件后，他會重新調(diào)用第一個委托獲取Token，而此時我們已經(jīng)生成了新的Token，最終實現(xiàn)了持續(xù)監(jiān)控