详解C#如何优雅地终止线程

Fern ·

更新时间:2024-09-20

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需求说明

初始版本

进阶版本

最终版本

在刚接触后台线程的时候，觉得线程神秘且高深，并且时常有先辈们千叮万嘱：能不用的时候，尽量不要用，千万不要滥用线程，否则会发生预料不到的结果。在接触线程一段时间后，感觉线程也不过如此，轻而易举的就可以创建，所以逐渐大胆起来，项目里随处可见的都是Task，Thread，async，await等内容。在大多情况下，我们只关心线程的创建与启动，运行，却并不关心线程的结束或者终止。今天这篇文章，我们就以一些简单的小例子，简述如何有效的停止线程，仅供学习分享使用，如有不足之处，还请指正。

需求说明

现在有一个需求：有一个后台线程，定时（300ms）输出一段内容，但不希望它一直运行，所以设置了超时时间（3s），希望在超时结束后，便执行后续的内容。

初始版本

根据需求，开发了第一个版本的代码，步骤如下：

定义一个Task。

在Task内，运行死循环，每间隔300毫秒，输出一段内容。

设置Task的等待超时时间，超时结束后，运行后续内容。

具体代码如下所示：

namespace DemoTask
{
    internal class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            TestTask();
            Console.ReadKey();
        }
        /// <summary>
        /// 测试任务
        /// </summary>
        public static void TestTask()
        {
            Console.WriteLine("程序开始.");
            var task = Task.Run(() =>
            {
                while (true)
                {
                    Console.WriteLine($"{DateTime.Now.ToString("yyyy-MM-dd HH:mm:ss.fff")}程序正在运行...");
                    Thread.Sleep(300);
                }
            });
            task.Wait(3000);
            Console.WriteLine("程序超时结束.");
        }
    }
}

信心满满的运行程序，但是期待的结果并没有出现，在超时时间后，并没有预期的停止任务，反而在继续运行。如下所示：

注意：通过以上程序发现，Wait方法只是等待时间结束后不再等待，但是原有任务并未结束，而是继续运行。

进阶版本

为了解决线程无法结束的问题，微软官方给出的方案是采用CancellationTokenSource，向应该被取消的线程发送信号。即在线程内部判断是否收到取消请求，在外部发起取消请求信号。步骤如下：

定义一个Task。

在Task内，当没有收到取消信号时，每间隔300毫秒，输出一段内容。

设置Task的等待超时时间，超时结束后，发起取消信号，并运行后续内容。

具体代码如下所示：

/// <summary>
/// 测试任务
/// </summary>
public static void TestTask()
{
    Console.WriteLine("程序开始.");
    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")}程序正在运行...");
            Thread.Sleep(300);
        }
    });
    bool flag = task.Wait(3000);
    if (!flag) {
        cts.Cancel();
    }
    Console.WriteLine("程序超时结束.");
}

优化程序后，运行程序如下所示：

注意：经过以上程序优化后，确实是如预想的结果一致，程序在等待超时时间后，停止了运行。

最终版本

正常情况下，如果是我们自己开发的程序，程序到第二个版本就已经解决问题了，但是假如While循环的内容是第三方提供的程序，已经封装为固定模块，我们无法进行修改，那应该如何才能终止死循环呢？如何才能像任务管理器结束进程一样，结束这一直无休止运行的程序呢？

为了解决我们的难题，对程序进行进一步的优化，步骤如下：

定义一个Task。

在Task内，注册线程的Abort方法，在未调用Abort方法时，每间隔300毫秒，输出一段内容。

设置Task的等待超时时间，超时结束后，发起取消信号，并运行后续内容。

具体代码如下所示：

/// <summary>
/// 测试任务
/// </summary>
public static void TestTask()
{
    Console.WriteLine("程序开始.");
    CancellationTokenSource cts = new CancellationTokenSource();
    CancellationToken token = cts.Token;
    var task = Task.Run(() =>
    {
        using (token.Register((Thread.CurrentThread.Abort)))
        {
            //假设以下内容第3方提供，无法修改
            while (true)
            {
                Console.WriteLine($"{DateTime.Now.ToString("yyyy-MM-dd HH:mm:ss.fff")}程序正在运行...");
                Thread.Sleep(300);
            }
            //以上内容第3方提供
        }
    });
    bool flag = task.Wait(3000);
    if (!flag)
    {
        cts.Cancel();
    }
    Console.WriteLine("程序超时结束.");
}

优化程序后，运行程序如下所示：