Task.WhenAny 和 CancellationToken 如何生效？

Question

我有一个交互式任务，在“最坏”的情况下根本没有执行，因此它由

TaskCompletionSource

表示。

我想等待这个任务完成，或者我收到的令牌被取消——以先发生者为准。这种工作的完美工具是

Task.WhenAny

，唯一的问题是它只需要任务，我有一个

Task

和一个

CancellationToken

.

如何等待（异步，如

Task.WhenAny

）触发的第一个事件——完成的任务，或取消的令牌？

async Task MyCodeAsync(CancellationToken token)
{
  var tcs = new TaskCompletionSource<UserData>(); // represents interactive part

  await Task.WhenAny(tcs.Task, token); // imaginary call

  UserData data = tcs.Task.Result; // user interacted, let's continue
  ...
}

我不创建/管理令牌，所以我无法更改它。我必须处理它。

更新：对于这种特殊情况，可以使用令牌上的

Register

方法来取消

TaskCompletionSource

。有关更通用的方法，请参阅 Matthew Watson 的回答。

Answer 1

您可以创建一个额外的任务，当取消令牌的等待句柄发出信号时返回：

var factory = new CancellationTokenSource();
var token   = factory.Token;

await Task.WhenAny(
    Task.Run(() => token.WaitHandle.WaitOne()),
    myTask());

（但是，请注意，这 - 虽然简单 - 确实用完了一个额外的线程，这显然不是理想的。稍后请参阅不使用额外线程的替代解决方案。）

如果你想检查哪个任务完成了，你必须在调用

WhenAny()

之前保留一份任务的副本，这样你就可以将它们与返回值进行比较，例如：

using System;
using System.Threading;
using System.Threading.Tasks;

namespace ConsoleApp1
{
    class Program
    {
        static async Task Main()
        {
            var factory = new CancellationTokenSource(1000); // Change to 3000 for different result.
            var token   = factory.Token;
            var task    = myTask();

            var result = await Task.WhenAny(
                Task.Run(() => token.WaitHandle.WaitOne()),
                task);

            if (result == task)
                Console.WriteLine("myTask() completed");
            else
                Console.WriteLine("cancel token was signalled");
        }

        static async Task myTask()
        {
            await Task.Delay(2000);
        }
    }
}

---

如果您不想浪费整个线程等待取消令牌发出信号，您可以使用

CancellationToken.Register()

注册一个回调，您可以使用它来设置

TaskCompletionSource

的结果：

（从这里升起）

public static Task WhenCanceled(CancellationToken cancellationToken)
{
    var tcs = new TaskCompletionSource<bool>();
    cancellationToken.Register(s => ((TaskCompletionSource<bool>) s).SetResult(true), tcs);
    return tcs.Task;
}

然后您可以按如下方式使用它：

using System;
using System.Threading;
using System.Threading.Tasks;

namespace ConsoleApp1
{
    class Program
    {
        static async Task Main()
        {
            var factory = new CancellationTokenSource(1000);
            var token   = factory.Token;
            var task    = myTask();

            var result = await Task.WhenAny(
                WhenCanceled(token),
                task);

            if (result == task)
                Console.WriteLine("myTask() completed");
            else
                Console.WriteLine("cancel token was signalled");
        }

        public static Task WhenCanceled(CancellationToken cancellationToken)
        {
            var tcs = new TaskCompletionSource<bool>();
            cancellationToken.Register(s => ((TaskCompletionSource<bool>) s).SetResult(true), tcs);
            return tcs.Task;
        }

        static async Task myTask()
        {
            await Task.Delay(2000);
        }
    }
}

对于一般情况，这是一种更可取的方法。

Answer 2

这里是一个扩展方法，将

CancellationToken

转换为

Task

或

Task<TResult>

。

CancellationToken

收到取消请求后，返回的任务将立即取消完成。

static class CancellationTokenExtensions
{
    public static Task AsTask(this CancellationToken token)
    {
        return new Task(() => throw new InvalidOperationException(), token);
    }

    public static Task<TResult> AsTask<TResult>(this CancellationToken token)
    {
        return new Task<TResult>(() => throw new InvalidOperationException(), token);
    }
}

使用示例。只是

await

任何任务：

await Task.WhenAny(tcs.Task, token.AsTask());

...或

await

并在同一行中得到结果：

var data = await Task.WhenAny(tcs.Task, token.AsTask<UserData>()).Unwrap();

InvalidOperationException

被抛出以防万一，以确保

CancellationToken

的任务永远不会完成。它的

Status

只能是

Created

、

Canceled

或

Faulted

。在 .NET 7 上，异常可能更有意义

UnreachableException

.

Answer 3

在这种情况下，您必须非常小心泄漏。特别是，让代表引用的对象注册到一个长期存在的

CancellationToken

.

我最终在我的 AsyncEx 库中采用的方法 看起来像这样：

public static async Task<T> WaitAsync<T>(this Task<T> task, CancellationToken token)
{
  var tcs = new TaskCompletionSource<T>();
  using (token.Register(() => tcs.TrySetCanceled(token), useSynchronizationContext: false)
    return await await Task.WhenAny(task, tcs.Task).ConfigureAwait(false);
}

上面的代码确保如果

CancellationToken

没有被取消，注册就会被处理。

用法：

async Task MyCodeAsync(CancellationToken token)
{
  UserData data = await userDataTask.WaitAsync(token);
}