CancellationToken.ThrowIfCancellationRequested 之后出现故障与取消的任务状态

通常我不会发布带有答案的问题，但这次我想引起一些注意，我认为这可能是一个晦涩但常见的问题。它是由这个问题 https://stackoverflow.com/q/24346706/1768303，从那时起我回顾了自己的旧代码，发现其中一些也受到了影响。

下面的代码启动并等待两个任务，task1 and task2，它们几乎相同。task1只是不同于task2因为它运行一个永无休止的循环。 IMO，这两种情况对于执行 CPU 密集型工作的一些现实场景来说都是非常典型的。

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

namespace ConsoleApplication
{
    public class Program
    {
        static async Task TestAsync()
        {
            var ct = new CancellationTokenSource(millisecondsDelay: 1000);
            var token = ct.Token;

            // start task1
            var task1 = Task.Run(() =>
            {
                for (var i = 0; ; i++)
                {
                    Thread.Sleep(i); // simulate work item #i
                    token.ThrowIfCancellationRequested();
                }
            });

            // start task2
            var task2 = Task.Run(() =>
            {
                for (var i = 0; i < 1000; i++)
                {
                    Thread.Sleep(i); // simulate work item #i
                    token.ThrowIfCancellationRequested();
                }
            });  

            // await task1
            try
            {
                await task1;
            }
            catch (Exception ex)
            {
                Console.WriteLine(new { task = "task1", ex.Message, task1.Status });
            }

            // await task2
            try
            {
                await task2;
            }
            catch (Exception ex)
            {
                Console.WriteLine(new { task = "task2", ex.Message, task2.Status });
            }
        }

        public static void Main(string[] args)
        {
            TestAsync().Wait();
            Console.WriteLine("Enter to exit...");
            Console.ReadLine();
        }
    }
}

小提琴is here https://dotnetfiddle.net/mMErYR。输出：

{ task = task1, Message = The operation was canceled., Status = Canceled }
{ task = task2, Message = The operation was canceled., Status = Faulted }
  

为何状态为task1 is Cancelled，但状态task2 is Faulted?请注意，在这两种情况下我都会not pass token作为第二个参数Task.Run.

这里有两个问题。首先，通过总是一个好主意CancellationToken to the Task.RunAPI，除了使其可用于任务的 lambda 之外。这样做会将令牌与任务关联起来，对于正确传播由任务触发的取消至关重要token.ThrowIfCancellationRequested.

但这并不能解释为什么取消状态task1仍然可以正确传播（task1.Status == TaskStatus.Canceled），虽然它不适合task2 (task2.Status == TaskStatus.Faulted).

现在，这可能是非常罕见的情况之一，其中巧妙的 C# 类型推断逻辑可能违背开发人员的意愿。讨论得很详细here https://stackoverflow.com/q/11941779/1768303 and here https://stackoverflow.com/q/24316189/1768303。总结一下，如果有task1，以下覆盖Task.Run由编译器推断：

public static Task Run(Func<Task> function)

而不是：

public static Task Run(Action action)

那是因为task1lambda 没有自然的代码路径for循环，所以它也可能是一个Func<Task>拉姆达,尽管它不是async它不会返回任何东西。这是编译器更喜欢的选项Action。然后，使用这样的覆盖Task.Run等价于：

var task1 = Task.Factory.StartNew(new Func<Task>(() =>
{
    for (var i = 0; ; i++)
    {
        Thread.Sleep(i); // simulate work item #i
        token.ThrowIfCancellationRequested();
    }
})).Unwrap();

类型的嵌套任务Task<Task>由返回Task.Factory.StartNew，得到展开的 http://msdn.microsoft.com/en-us/library/ee795275%28v=vs.110%29.aspx to Task by Unwrap(). Task.Run 足够聪明 http://blogs.msdn.com/b/pfxteam/archive/2011/10/24/10229468.aspx当它接受时自动进行这样的解包Func<Task>. 解包的 Promise 风格的任务正确地从其内部任务传播取消状态，作为OperationCanceledException例外由Func<Task>拉姆达。这不会发生在task2，它接受一个Actionlambda 并且不会创建任何内部任务。取消不会被传播task2， 因为token尚未与task2 via Task.Run.

最后，这可能是期望的行为task1（当然不是为了task2），但在任何一种情况下我们都不想在幕后创建嵌套任务。而且，这种行为对于task1通过引入条件可能很容易被破坏break出于for loop.

正确的代码为task1应该是这个:

var task1 = Task.Run(new Action(() =>
{
    for (var i = 0; ; i++)
    {
        Thread.Sleep(i); // simulate work item #i
        token.ThrowIfCancellationRequested();
    }
}), token);