C# 探秘如何优雅的终止线程

2023年4月1日
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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：

  1. 定义一个Task。
  2. 在Task内，运行死循环，每间隔300毫秒，输出一段内容。
  3. 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：

 1 namespace DemoTask
 2 {
 3     internal class Program
 4     {
 5         static void Main(string[] args)
 6         {
 7             TestTask();
 8             Console.ReadKey();
 9         }
10 
11         /// <summary>
12         /// 测试任务
13         /// </summary>
14         public static void TestTask()
15         {
16             Console.WriteLine("程序开始.");
17             var task = Task.Run(() =>
18             {
19                 while (true)
20                 {
21                     Console.WriteLine($"{DateTime.Now.ToString("yyyy-MM-dd HH:mm:ss.fff")}程序正在运行...");
22                     Thread.Sleep(300);
23                 }
24             });
25             task.Wait(3000);
26             Console.WriteLine("程序超时结束.");
27         }
28     }
29 }

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：

  1. 定义一个Task。
  2. 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。
  3. 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：

 1 /// <summary>
 2 /// 测试任务
 3 /// </summary>
 4 public static void TestTask()
 5 {
 6     Console.WriteLine("程序开始.");
 7     CancellationTokenSource cts = new CancellationTokenSource();
 8     CancellationToken token = cts.Token;
 9     var task = Task.Run(() =>
10     {
11         while (!token.IsCancellationRequested)
12         {
13             Console.WriteLine($"{DateTime.Now.ToString("yyyy-MM-dd HH:mm:ss.fff")}程序正在运行...");
14             Thread.Sleep(300);
15         }
16     });
17     bool flag = task.Wait(3000);
18     if (!flag) { 
19         cts.Cancel();
20     }
21     Console.WriteLine("程序超时结束.");
22 }

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：

  1. 定义一个Task。
  2. 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。
  3. 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：

 1 /// <summary>
 2 /// 测试任务
 3 /// </summary>
 4 public static void TestTask()
 5 {
 6     Console.WriteLine("程序开始.");
 7     CancellationTokenSource cts = new CancellationTokenSource();
 8     CancellationToken token = cts.Token;
 9     var task = Task.Run(() =>
10     {
11         using (token.Register((Thread.CurrentThread.Abort)))
12         {
13             //假设以下内容第3方提供，无法修改
14             while (true)
15             {
16                 Console.WriteLine($"{DateTime.Now.ToString("yyyy-MM-dd HH:mm:ss.fff")}程序正在运行...");
17                 Thread.Sleep(300);
18             }
19             //以上内容第3方提供
20         }
21     });
22     bool flag = task.Wait(3000);
23     if (!flag)
24     {
25         cts.Cancel();
26     }
27     Console.WriteLine("程序超时结束.");
28 }

优化程序后，运行程序如下所示：

另外一种写法

经过小伙伴反馈，Thread.CurrentThread.Abort在.Net5及以上版本，已经过时，会报PlatformNotSupportedException错误，捕获后，任务也没有停止，经过调试，可以将Thread.CurrentThread.Abort改为Thread.CurrentThread.Interrupt。如下所示：

 1 /// <summary>
 2 /// 测试任务
 3 /// </summary>
 4 public static void TestTask()
 5 {
 6     Console.WriteLine("程序开始.");
 7     CancellationTokenSource cts = new CancellationTokenSource();
 8     CancellationToken token = cts.Token;
 9     var task = Task.Run(() =>
10     {
11         try
12         {
13             using (token.Register(Thread.CurrentThread.Interrupt))
14             {
15 
16                 //假设以下内容第3方提供，无法修改
17                 while (true)
18                 {
19 
20                     Console.WriteLine($"{DateTime.Now.ToString("yyyy-MM-dd HH:mm:ss.fff")}程序正在运行...");
21                     Thread.Sleep(300);
22                 }
23                 //以上内容第3方提供
24             }
25         }
26         catch (Exception ex) { 
27         
28         }
29     });
30     bool flag = task.Wait(300);
31     if (!flag)
32     {
33         try
34         {
35             cts.Cancel();
36         }
37         catch (Exception ex)
38         {
39 
40         }
41     }
42     Console.WriteLine("程序超时结束.");
43 }

以上就是我们对后台服务线程的终止问题的探索，解决问题的方式还有很多，希望本篇文章可以抛砖引玉，一起学习，共同进步。

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