使用CancelAfter时如何避免任务取消后调用SetResult报错

问题确认 #

你猜测的竞态条件确实存在：IsCanceled的读取和SetResult的调用不是原子操作，两者的执行间隙完全可能触发超时逻辑执行SetCanceled，导致SetResult抛出InvalidOperationException。

关于TaskCompletionSource的线程安全 #

文档中说的线程安全指的是TaskCompletionSource<T>的所有公开方法都不会出现内部状态损坏，但Set*系列方法（SetResult/SetCanceled/SetException）的语义是「必须成功设置状态」，如果TCS已经进入终态（已完成/已取消/已出错）就会直接抛异常。
而Try*系列方法（TrySetResult/TrySetCanceled/TrySetException）就是你要的原子操作版本：它会原子检查TCS当前状态，只有未进入终态时才会修改状态并返回true，否则直接返回false，不会抛出任何异常。

最优解决方案 #

直接把所有Set*调用改为Try*即可，完全不需要外部的if(!req.IsCanceled)判断，修改后的代码如下：

class Request<T> {
    // 注意原简化代码漏了初始化，实际使用需要创建实例
    TaskCompletionSource<T> tcs = new TaskCompletionSource<T>();
    CancellationTokenSource cts = new CancellationTokenSource();
    public int Timeout { get; }
    public bool IsCanceled => tcs.Task.IsCanceled;

    public Request(int timeout = System.Threading.Timeout.Infinite) => Timeout = timeout;

    public Task<T> StartRequestAsync() {
        // 取消回调也改用TrySetCanceled，避免和OnEvent竞争时抛异常
        cts.Token.Register(() => tcs.TrySetCanceled());
        cts.CancelAfter(Timeout);
        return tcs.Task;
    }

    public void OnEvent(T result) {
        // 原子设置结果，成功后主动停止超时，释放不必要的资源
        if (tcs.TrySetResult(result))
        {
            cts.CancelAfter(System.Threading.Timeout.Infinite);
        }
    }
}

外部调用直接简化为：

var req = new Request<int>();
req.OnEvent(5);

其他可选方案 #

也可以通过加锁把IsCanceled判断和SetResult包成原子操作，但这种方案完全没必要：Try*系列方法底层已经做了原子同步，性能比手动加锁更好，代码也更简洁，没有额外的维护成本。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Sorashi