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詳解C#如何優(yōu)雅地終止線程

更新時間：2023年03月21日 08:39:30 作者：小六公子

在大多情況下，我們只關(guān)心線程的創(chuàng)建與啟動，運行，卻并不關(guān)心線程的結(jié)束或者終止。今天這篇文章，我們就以一些簡單的小例子，簡述如何有效的停止線程，僅供學習分享使用，如有不足之處，還請指正

在剛接觸后臺線程的時候，覺得線程神秘且高深，并且時常有先輩們千叮萬囑：能不用的時候，盡量不要用，千萬不要濫用線程，否則會發(fā)生預(yù)料不到的結(jié)果。在接觸線程一段時間后，感覺線程也不過如此，輕而易舉的就可以創(chuàng)建，所以逐漸大膽起來，項目里隨處可見的都是Task，Thread，async，await等內(nèi)容。在大多情況下，我們只關(guān)心線程的創(chuàng)建與啟動，運行，卻并不關(guān)心線程的結(jié)束或者終止。今天這篇文章，我們就以一些簡單的小例子，簡述如何有效的停止線程，僅供學習分享使用，如有不足之處，還請指正。

需求說明

現(xiàn)在有一個需求：有一個后臺線程，定時（300ms）輸出一段內(nèi)容，但不希望它一直運行，所以設(shè)置了超時時間（3s），希望在超時結(jié)束后，便執(zhí)行后續(xù)的內(nèi)容。

初始版本

根據(jù)需求，開發(fā)了第一個版本的代碼，步驟如下：

定義一個Task。
在Task內(nèi)，運行死循環(huán)，每間隔300毫秒，輸出一段內(nèi)容。
設(shè)置Task的等待超時時間，超時結(jié)束后，運行后續(xù)內(nèi)容。

具體代碼如下所示：

namespace DemoTask
{
    internal class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            TestTask();
            Console.ReadKey();
        }

        /// <summary>
        /// 測試任務(wù)
        /// </summary>
        public static void TestTask()
        {
            Console.WriteLine("程序開始.");
            var task = Task.Run(() =>
            {
                while (true)
                {
                    Console.WriteLine($"{DateTime.Now.ToString("yyyy-MM-dd HH:mm:ss.fff")}程序正在運行...");
                    Thread.Sleep(300);
                }
            });
            task.Wait(3000);
            Console.WriteLine("程序超時結(jié)束.");
        }
    }
}

信心滿滿的運行程序，但是期待的結(jié)果并沒有出現(xiàn)，在超時時間后，并沒有預(yù)期的停止任務(wù)，反而在繼續(xù)運行。如下所示：

注意：通過以上程序發(fā)現(xiàn)，Wait方法只是等待時間結(jié)束后不再等待，但是原有任務(wù)并未結(jié)束，而是繼續(xù)運行。

進階版本

為了解決線程無法結(jié)束的問題，微軟官方給出的方案是采用CancellationTokenSource，向應(yīng)該被取消的線程發(fā)送信號。即在線程內(nèi)部判斷是否收到取消請求，在外部發(fā)起取消請求信號。步驟如下：

定義一個Task。
在Task內(nèi)，當沒有收到取消信號時，每間隔300毫秒，輸出一段內(nèi)容。
設(shè)置Task的等待超時時間，超時結(jié)束后，發(fā)起取消信號，并運行后續(xù)內(nèi)容。

具體代碼如下所示：

/// <summary>
/// 測試任務(wù)
/// </summary>
public static void TestTask()
{
    Console.WriteLine("程序開始.");
    CancellationTokenSource cts = new CancellationTokenSource();
    CancellationToken token = cts.Token;
    var task = Task.Run(() =>
    {
        while (!token.IsCancellationRequested)
        {
            Console.WriteLine($"{DateTime.Now.ToString("yyyy-MM-dd HH:mm:ss.fff")}程序正在運行...");
            Thread.Sleep(300);
        }
    });
    bool flag = task.Wait(3000);
    if (!flag) {
        cts.Cancel();
    }
    Console.WriteLine("程序超時結(jié)束.");
}

優(yōu)化程序后，運行程序如下所示：

注意：經(jīng)過以上程序優(yōu)化后，確實是如預(yù)想的結(jié)果一致，程序在等待超時時間后，停止了運行。

最終版本

正常情況下，如果是我們自己開發(fā)的程序，程序到第二個版本就已經(jīng)解決問題了，但是假如While循環(huán)的內(nèi)容是第三方提供的程序，已經(jīng)封裝為固定模塊，我們無法進行修改，那應(yīng)該如何才能終止死循環(huán)呢？如何才能像任務(wù)管理器結(jié)束進程一樣，結(jié)束這一直無休止運行的程序呢？

為了解決我們的難題，對程序進行進一步的優(yōu)化，步驟如下：

定義一個Task。
在Task內(nèi)，注冊線程的Abort方法，在未調(diào)用Abort方法時，每間隔300毫秒，輸出一段內(nèi)容。
設(shè)置Task的等待超時時間，超時結(jié)束后，發(fā)起取消信號，并運行后續(xù)內(nèi)容。

具體代碼如下所示：

/// <summary>
/// 測試任務(wù)
/// </summary>
public static void TestTask()
{
    Console.WriteLine("程序開始.");
    CancellationTokenSource cts = new CancellationTokenSource();
    CancellationToken token = cts.Token;
    var task = Task.Run(() =>
    {
        using (token.Register((Thread.CurrentThread.Abort)))
        {
            //假設(shè)以下內(nèi)容第3方提供，無法修改
            while (true)
            {
                Console.WriteLine($"{DateTime.Now.ToString("yyyy-MM-dd HH:mm:ss.fff")}程序正在運行...");
                Thread.Sleep(300);
            }
            //以上內(nèi)容第3方提供
        }
    });
    bool flag = task.Wait(3000);
    if (!flag)
    {
        cts.Cancel();
    }
    Console.WriteLine("程序超時結(jié)束.");
}

優(yōu)化程序后，運行程序如下所示：