如何确保.NET Task在Worker实例被GC回收时自动停止？

我通过Task实现了一个后台任务，并使用IAsyncDisposable来停止它，具体实现代码如下：

// implementation
public sealed class Worker : IAsyncDisposable
{
    private readonly CancellationTokenSource _cts;
    private readonly Task _worker;

    public Worker()
    {
        _cts = new CancellationTokenSource();
        _worker = DoWork(_cts.Token);
    }

    public ValueTask DisposeAsync()
    {
        _cts.Cancel();
        _cts.Dispose();
        return new ValueTask(_worker);
    }

    private static async Task DoWork(CancellationToken token)
    {
        while (!token.IsCancellationRequested)
        {
            // do async work
        }
    }
}

static async Task CorrectUsage()
{
    await using var worker = new Worker();

    // do more stuff
}

static async Task IncorrectUsage()
{
    var worker = new Worker();

    // do more stuff
}

正常情况下该实现可正常工作，但我发现若调用代码未释放worker实例，可能会导致内存泄漏。我希望当Worker组件被误用（未手动释放）、实例超出作用域被GC回收时，能自动调用_cts.Cancel()终止运行中的任务。

我了解过~Worker()和Dispose(bool disposing)方法，但查阅到的文档均指出这些方法专门用于释放非托管资源。因此我有两个疑问：

1. 如何让GC回收Worker实例时自动调用_cts.Cancel()？
2. 若解决方案涉及Dispose(bool disposing)，是否有文档说明该方法在disposing: false时的调用逻辑？

注：关于Task与GC的相关参考：.NET Task实例在运行期间是否会超出作用域？

1. 让GC回收时自动取消任务的实现方式 #

虽然官方文档推荐终结器（~Worker()）仅用于清理非托管资源，但你可以在终结器中调用_cts.Cancel()来实现需求——这不属于非托管资源清理的常规场景，但技术上完全可行：取消令牌源是托管对象，但终结器触发其取消逻辑不会引发安全问题。

需要注意：终结器的执行时机完全由GC决定，无法预测，这意味着Worker实例超出作用域后，后台任务可能仍会运行一段时间，直到GC回收实例并执行终结器。

修改后的Worker类实现如下：

public sealed class Worker : IAsyncDisposable
{
    private readonly CancellationTokenSource _cts;
    private readonly Task _worker;
    private bool _isDisposed;

    public Worker()
    {
        _cts = new CancellationTokenSource();
        _worker = DoWork(_cts.Token);
    }

    public ValueTask DisposeAsync()
    {
        Dispose(true);
        GC.SuppressFinalize(this);
        return new ValueTask(_worker);
    }

    ~Worker()
    {
        Dispose(false);
    }

    private void Dispose(bool disposing)
    {
        if (_isDisposed) return;

        // 无论手动释放还是GC回收，都触发取消
        _cts.Cancel();
        
        if (disposing)
        {
            // 仅在手动释放时清理托管资源（避免终结器中操作已回收的对象）
            _cts.Dispose();
        }

        _isDisposed = true;
    }

    private static async Task DoWork(CancellationToken token)
    {
        while (!token.IsCancellationRequested)
        {
            // do async work，需确保异步操作响应取消
            await Task.Delay(1000, token);
        }
    }
}

核心逻辑：

• 手动调用DisposeAsync时，执行Dispose(true)并抑制终结器，避免重复处理
• GC回收实例时，终结器调用Dispose(false)，仅触发取消操作，不清理托管资源（如_cts.Dispose()）

2. Dispose(bool disposing)在disposing: false时的调用逻辑 #

根据.NET官方规范，Dispose(bool disposing)参数的含义和约束如下：

• disposing: true：方法由用户主动调用（如DisposeAsync、Dispose），此时可以安全清理托管和非托管资源，因为所有依赖的托管对象仍处于可控状态
• disposing: false：方法由终结器调用，此时只能清理非托管资源——因为托管对象可能已经被GC回收，状态不确定，调用其方法可能引发空引用或未定义行为

在你的场景中，调用_cts.Cancel()是安全的：CancellationTokenSource.Cancel()仅触发内部的取消信号，不依赖其他托管对象的存活状态，即使_cts后续被GC回收，取消信号已经发出，后台任务会响应并终止。但绝对不能在disposing: false时调用_cts.Dispose()，因为此时_cts可能已被回收，操作会引发异常。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Shane