如何取消.net后台线程的执行
编程学习 2021-07-04 22:40www.dzhlxh.cn编程入门
在使用多线程模型进行编程时，经常遇到的问题之一是，当我们关闭前台的UI线程时，后台的辅助线程仍然处于活动状态，从而导致整个应用程序无法正常退出
介绍
在使用多线程模型进行编程时，经常遇到的问题之一是，当我们关闭前台的UI线程时，后台的辅助线程仍然处于活动状态，从而导致整个应用程序无法正常退出。这时我们需要一种较安全的方式来结束后台线程的运行，这样我们可以随时结束后台线程的运行，并且在线程结束时进行相应的资源清理工作（例如将内存数据写入硬盘）。.net框架提供了一些工具来实现该功能。
目录
IsBackground属性
Abort方法
轮循方式
取消阻塞的线程
IsBackgound属性
Thread类提供了IsBackground属性，当线程的IsBackground属性被设置为true时，表示此线程为后台工作线程。当一个应用程序结束时，它的所有后台线程会自动的被结束执行。如果你有一个后台线程侦听Socket连接，并且正在被阻塞，那么这时候通过设置线程的IsBackground属性为True,使它自动随应用程序的结束而结束是比较合适的。但在这种情况下，线程会静悄悄的结束，它不会引发任何异常，你的线程没有机会执行一些需要的清理代码。例如，内存中的数据可能会来不及写入磁盘，从而造成丢失数据。
Abort方法
可以调用Thread类的Abort方法来强制终制线程。上调用此方法时，线程上引发ThreadAbortException，并导至线程终结，通过捕获该异常，可以执行一些资源清理代码。但这种模式也有一些问题，主要是难以知道线程上的代码执行到什么地方，所有相应的资源清理代码也难以编写。总的来说这是一种比较粗暴的终止线程执行的方法，通常来说是不推荐使用的。
轮循方式
如果后台线程将执行一个很长的计算，那么可以将计算隔成若干小段，并经常检查是否需要取消线程。.NET框架提供了CancellationTokenSource类来作为线程取消的统一模式。例如：
public class Example
{
public static void Main()
{
CancellationTokenSource cts = new CancellationTokenSource();
var thread = new Thread(ThreadWork);
thread.Start(cts.Token);
while (true)
{
if(Console.ReadKey().KeyChar == 'c')
{
Console.WriteLine("请求取消线程的执行");
cts.Cancel();
break;
}
}
Console.ReadLine();
}
private static void ThreadWork(object state)
{
CancellationToken cancellationToken = (CancellationToken)state;
while (true)
{
// 检查是否取消
if(cancellationToken.IsCancellationRequested)
{
Console.WriteLine("线程已经取消了");
Console.WriteLine("线程的资源已经清理完成。");
break;
}
// 模拟工作
Thread.SpinWait(500000);
Console.WriteLine("我还在工作。");
}
}
}
取消阻塞的线程
上面的示例中，后台线程会长时间进行计算，但更多的时候，线程会由于等待某个事件，从而进入阻塞状态。这个时候，实际上线程已经不再执行状态了，很明显，它没有机会去检查取消标志。 那么，该如何解决这个问题呢？CancellationToken的WaitHandle属性提供了解答。WaitHandle类有一个静态方法WaitAny,它可以同时等待多个事件，当多个事件中的任意一个有效时，线程都会从阻塞状态中返回。可以根据WaitAny方法的返回值来判断发生了什么事件，从而相应的执行代码。例子：
public class Example
{
private static int Value;
public static void Main()
{
var autoResetEvent = new AutoResetEvent(false);
var cts = new CancellationTokenSource();
var state = new { ValueAvailableEvent = autoResetEvent, CancellationToken = cts.Token };
var threadConsumer = new Thread(ConsumerThreadWork);
var threadProducter = new Thread(ProducterThreadWork);
threadConsumer.Start(state);
threadProducter.Start(state);
while (true)
{
if (Console.ReadKey().KeyChar == 'c')
{
Console.WriteLine("请求取消线程的执行");
cts.Cancel();
break;
}
}
Console.ReadLine();
}
public static void ProducterThreadWork(dynamic state)
{
var valueAvailableEvent = (AutoResetEvent)state.ValueAvailableEvent;
var cancellationToken = (CancellationToken)state.CancellationToken;
var rand = new Random();
while (!cancellationToken.IsCancellationRequested)
{
Value = rand.Next();
Console.WriteLine("\r\n产生一个值{0}", Value);
valueAvailableEvent.Set();
Thread.Sleep(500);
}
Console.WriteLine("生产者线程被取消。");
}
public static void ConsumerThreadWork(dynamic state)
{
var valueAvailableEvent = (AutoResetEvent)state.ValueAvailableEvent;
var cancellationToken = (CancellationToken)state.CancellationToken;
var events = new[] { valueAvailableEvent, cancellationToken.WaitHandle };
while (true)
{
var eventIndex = WaitHandle.WaitAny(events);
// 处理数据
if (eventIndex == 0)
{
Console.WriteLine("处理值{0}。", Value);
}
// 处理取消事件
else if (eventIndex == 1)
{
Console.WriteLine("消费者线程被取消。");
break;
}
}
}
}
在上面的例子中，有三个线程，分别是UI线程，生产者线程和消费者线程。其中生产者线程每隔一秒产生一个有效数值，并将数据保存到Value字段中，而消费者线程等待值的产生，这个等待的过程是阻塞的。消费都线程通过WaitHandle.WaitAny方法来同时等待值有效事件或者取消事件，当任意一个事件有效时，线程都将继续，并且通过返回的值来判断发生的事件，并作相应的处理。
总结
多线程模型中的线程取消问题还是比较复杂的。Thread.IsBackground属性提供了在前台线程结束后自动结束线程的方法。Thread.Abort方法提供了一种“粗暴”的结束线程的方法。CancellationTokenSource类则是线程取消的标准模式，我们应当更多的使用这种模式。文章写的不多，基本是字数不够，代码来凑，大家伙将就的看看吧。
在使用多线程模型进行编程时，经常遇到的问题之一是，当我们关闭前台的UI线程时，后台的辅助线程仍然处于活动状态，从而导致整个应用程序无法正常退出。这时我们需要一种较安全的方式来结束后台线程的运行，这样我们可以随时结束后台线程的运行，并且在线程结束时进行相应的资源清理工作（例如将内存数据写入硬盘）。.net框架提供了一些工具来实现该功能。
目录
IsBackground属性
Abort方法
轮循方式
取消阻塞的线程
IsBackgound属性
Thread类提供了IsBackground属性，当线程的IsBackground属性被设置为true时，表示此线程为后台工作线程。当一个应用程序结束时，它的所有后台线程会自动的被结束执行。如果你有一个后台线程侦听Socket连接，并且正在被阻塞，那么这时候通过设置线程的IsBackground属性为True,使它自动随应用程序的结束而结束是比较合适的。但在这种情况下，线程会静悄悄的结束，它不会引发任何异常，你的线程没有机会执行一些需要的清理代码。例如，内存中的数据可能会来不及写入磁盘，从而造成丢失数据。
Abort方法
可以调用Thread类的Abort方法来强制终制线程。上调用此方法时，线程上引发ThreadAbortException，并导至线程终结，通过捕获该异常，可以执行一些资源清理代码。但这种模式也有一些问题，主要是难以知道线程上的代码执行到什么地方，所有相应的资源清理代码也难以编写。总的来说这是一种比较粗暴的终止线程执行的方法，通常来说是不推荐使用的。
轮循方式
如果后台线程将执行一个很长的计算，那么可以将计算隔成若干小段，并经常检查是否需要取消线程。.NET框架提供了CancellationTokenSource类来作为线程取消的统一模式。例如：
代码如下:
public class Example
{
public static void Main()
{
CancellationTokenSource cts = new CancellationTokenSource();
var thread = new Thread(ThreadWork);
thread.Start(cts.Token);
while (true)
{
if(Console.ReadKey().KeyChar == 'c')
{
Console.WriteLine("请求取消线程的执行");
cts.Cancel();
break;
}
}
Console.ReadLine();
}
private static void ThreadWork(object state)
{
CancellationToken cancellationToken = (CancellationToken)state;
while (true)
{
// 检查是否取消
if(cancellationToken.IsCancellationRequested)
{
Console.WriteLine("线程已经取消了");
Console.WriteLine("线程的资源已经清理完成。");
break;
}
// 模拟工作
Thread.SpinWait(500000);
Console.WriteLine("我还在工作。");
}
}
}
取消阻塞的线程
上面的示例中，后台线程会长时间进行计算，但更多的时候，线程会由于等待某个事件，从而进入阻塞状态。这个时候，实际上线程已经不再执行状态了，很明显，它没有机会去检查取消标志。 那么，该如何解决这个问题呢？CancellationToken的WaitHandle属性提供了解答。WaitHandle类有一个静态方法WaitAny,它可以同时等待多个事件，当多个事件中的任意一个有效时，线程都会从阻塞状态中返回。可以根据WaitAny方法的返回值来判断发生了什么事件，从而相应的执行代码。例子：
代码如下:
public class Example
{
private static int Value;
public static void Main()
{
var autoResetEvent = new AutoResetEvent(false);
var cts = new CancellationTokenSource();
var state = new { ValueAvailableEvent = autoResetEvent, CancellationToken = cts.Token };
var threadConsumer = new Thread(ConsumerThreadWork);
var threadProducter = new Thread(ProducterThreadWork);
threadConsumer.Start(state);
threadProducter.Start(state);
while (true)
{
if (Console.ReadKey().KeyChar == 'c')
{
Console.WriteLine("请求取消线程的执行");
cts.Cancel();
break;
}
}
Console.ReadLine();
}
public static void ProducterThreadWork(dynamic state)
{
var valueAvailableEvent = (AutoResetEvent)state.ValueAvailableEvent;
var cancellationToken = (CancellationToken)state.CancellationToken;
var rand = new Random();
while (!cancellationToken.IsCancellationRequested)
{
Value = rand.Next();
Console.WriteLine("\r\n产生一个值{0}", Value);
valueAvailableEvent.Set();
Thread.Sleep(500);
}
Console.WriteLine("生产者线程被取消。");
}
public static void ConsumerThreadWork(dynamic state)
{
var valueAvailableEvent = (AutoResetEvent)state.ValueAvailableEvent;
var cancellationToken = (CancellationToken)state.CancellationToken;
var events = new[] { valueAvailableEvent, cancellationToken.WaitHandle };
while (true)
{
var eventIndex = WaitHandle.WaitAny(events);
// 处理数据
if (eventIndex == 0)
{
Console.WriteLine("处理值{0}。", Value);
}
// 处理取消事件
else if (eventIndex == 1)
{
Console.WriteLine("消费者线程被取消。");
break;
}
}
}
}
在上面的例子中，有三个线程，分别是UI线程，生产者线程和消费者线程。其中生产者线程每隔一秒产生一个有效数值，并将数据保存到Value字段中，而消费者线程等待值的产生，这个等待的过程是阻塞的。消费都线程通过WaitHandle.WaitAny方法来同时等待值有效事件或者取消事件，当任意一个事件有效时，线程都将继续，并且通过返回的值来判断发生的事件，并作相应的处理。
总结
多线程模型中的线程取消问题还是比较复杂的。Thread.IsBackground属性提供了在前台线程结束后自动结束线程的方法。Thread.Abort方法提供了一种“粗暴”的结束线程的方法。CancellationTokenSource类则是线程取消的标准模式，我们应当更多的使用这种模式。文章写的不多，基本是字数不够，代码来凑，大家伙将就的看看吧。