掌握 C# TaskCompletionSource 超时控制（异步编程中的关键技巧）

什么是 TaskCompletionSource<T>？

TaskCompletionSource<T> 是 .NET 提供的一个类，用于创建一个可手动完成的 Task<T>。它常用于将基于回调或事件的 API 包装成基于 Task 的异步方法。

为什么需要超时控制？

在异步操作中，如果某个任务因为网络延迟、资源阻塞或其他原因长时间未完成，程序可能会“卡住”。为了避免这种情况，我们需要为任务设置一个最大等待时间——这就是超时控制的作用。

实现 TaskCompletionSource 超时控制的方法

我们可以结合 Task.Delay 和 Task.WhenAny 来实现超时控制。基本思路是：同时启动两个任务——一个是我们的主任务（由 TaskCompletionSource 控制），另一个是延迟任务（代表超时）。谁先完成，就以谁的结果为准。

示例代码：带超时的 TaskCompletionSource

using System;using System.Threading;using System.Threading.Tasks;class Program{    static async Task<string> DoWorkWithTimeout(int timeoutMs)    {        var tcs = new TaskCompletionSource<string>();        // 模拟一个可能长时间运行的操作（比如网络请求）        _ = Task.Run(async () =>        {            await Task.Delay(3000); // 模拟耗时 3 秒            tcs.SetResult("操作成功完成！");        });        // 创建超时任务        var timeoutTask = Task.Delay(timeoutMs);        // 等待任意一个任务完成        var completedTask = await Task.WhenAny(tcs.Task, timeoutTask);        if (completedTask == tcs.Task)        {            return await tcs.Task; // 正常完成        }        else        {            throw new TimeoutException($"操作超时（超过 {timeoutMs} 毫秒）！");        }    }    static async Task Main(string[] args)    {        try        {            // 设置超时时间为 2000 毫秒（2 秒）            string result = await DoWorkWithTimeout(2000);            Console.WriteLine(result);        }        catch (TimeoutException ex)        {            Console.WriteLine(ex.Message);        }    }}

在这个例子中，模拟的操作需要 3 秒完成，但我们设置了 2 秒的超时。因此程序会抛出 TimeoutException，而不是无限等待。

封装成通用方法

为了提高代码复用性，我们可以将超时逻辑封装成一个扩展方法：

public static class TaskExtensions{    public static async Task<T> WithTimeout<T>(        this Task<T> task,         int millisecondsTimeout)    {        if (task == await Task.WhenAny(task, Task.Delay(millisecondsTimeout)))        {            return await task;        }        else        {            throw new TimeoutException($"任务超时（{millisecondsTimeout} 毫秒）");        }    }}// 使用方式：// var result = await tcs.Task.WithTimeout(2000);

注意事项

• 超时后，原始任务可能仍在后台运行，若需取消，应配合 CancellationToken 使用。
• Task.Delay 的精度受系统计时器影响，不适用于微秒级高精度场景。
• 在 Web 应用中合理使用超时控制，可有效防止线程池耗尽，提升系统稳定性。

总结

通过本文，你已经学会了如何在 C# 中对 TaskCompletionSource<T> 实现超时控制。这是 异步编程 中一项非常实用的技能，能显著提升应用程序的健壮性和用户体验。记住关键词：C# TaskCompletionSource、超时控制、异步编程，它们是你进阶 .NET 开发的重要基石！

赶快在你的项目中尝试吧！如有疑问，欢迎在评论区交流。