C#取消令牌实现自动超时控制（详解CancellationToken超时机制与异步任务取消）

什么是 CancellationToken？

CancellationToken 是 .NET 提供的一个轻量级结构，用于向正在运行的操作“发出信号”：用户或系统希望取消该操作。它通常与 CancellationTokenSource 配合使用——后者负责创建令牌并触发取消请求。

如何设置超时自动取消？

关键在于使用 CancellationTokenSource 的构造函数重载，传入一个表示超时毫秒数的参数。例如：

// 创建一个在 3 秒后自动触发取消的 CancellationTokenSourcevar cts = new CancellationTokenSource(TimeSpan.FromSeconds(3));CancellationToken token = cts.Token;

一旦 3 秒过去，cts 会自动调用 Cancel()，所有监听该 token 的任务都会收到取消信号。

完整示例：带超时的异步下载任务

下面是一个模拟网络请求的异步方法，它会监听取消令牌，并在超时时安全退出：

using System;using System.Threading;using System.Threading.Tasks;public class Program{    public static async Task Main(string[] args)    {        // 设置 2 秒超时        using var cts = new CancellationTokenSource(TimeSpan.FromSeconds(2));                try        {            await SimulateDownloadAsync(cts.Token);            Console.WriteLine("下载成功完成！");        }        catch (OperationCanceledException)        {            Console.WriteLine("任务因超时被自动取消！");        }    }    public static async Task SimulateDownloadAsync(CancellationToken token)    {        for (int i = 0; i < 10; i++)        {            // 检查是否被取消            token.ThrowIfCancellationRequested();                        Console.WriteLine($"正在下载... {i + 1}/10");            await Task.Delay(500, token); // 使用 token 支持取消的延迟        }    }}

在这个例子中，如果 SimulateDownloadAsync 在 2 秒内未完成，CancellationTokenSource 会自动触发取消，导致 ThrowIfCancellationRequested() 抛出 OperationCanceledException，从而优雅地中止任务。

注意事项与最佳实践

• 始终在 using 语句中使用 CancellationTokenSource，确保资源正确释放。
• 在长时间运行的循环或 I/O 操作中定期检查 token.IsCancellationRequested 或调用 ThrowIfCancellationRequested()。
• 不要忽略 OperationCanceledException，应合理处理以避免程序崩溃。
• 超时时间应根据实际业务场景设定，避免过短导致频繁取消，或过长失去意义。

总结

通过结合 CancellationTokenSource 与超时参数，我们可以轻松实现 异步任务取消 的自动化控制。这不仅提升了程序的健壮性，也改善了用户体验。掌握这一技巧，是迈向专业 C# 开发者的重要一步。

希望这篇教程能帮助你理解并应用 C# 中的取消令牌超时机制。动手试试吧！