Python 协程中的取消(cancel)机制

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python协程取消是协作式机制,需主动检查CancelledError并配合可取消await点;纯CPU密集型代码无法取消,须插入挂起点;清理逻辑在finally中仍会执行;子任务不自动继承取消,需手动管理。

Python 协程中的取消(cancel)机制

Python 协程的取消机制不是自动传播的,必须主动检查、响应并协作完成;它依赖 asyncio.Taskcancel() 方法触发,但真正中断执行靠的是协程内部对 CancelledError 的捕获与处理,以及可取消等待对象(如 asyncio.sleep()await task)在被取消时及时抛出异常。

取消的本质是协作式中断

协程不会被“强行杀死”,取消请求只是设置任务状态为 CANCELLED,并调度一次事件循环——下一次遇到可取消的 await 点时,运行时才检查是否被取消,并抛出 asyncio.CancelledError(继承自 Exception,但不继承自 BaseException)。这意味着:

  • 纯 CPU 密集型协程(如 while True: pass)无法被取消,必须插入 await asyncio.sleep(0) 或其他挂起点让出控制权
  • try/except Exception: 不会捕获 CancelledError,需显式写 except asyncio.CancelledError:except BaseException:
  • 若在 finallyasync with / async for 清理逻辑中被取消,仍会进入清理块,适合释放资源

正确响应取消的常见模式

编写健壮协程时,应预设取消可能发生在任意 await 处。推荐做法包括:

  • 在关键清理位置用 try/finallyasync with 保证资源释放(例如关闭连接、删除临时文件)
  • 长时间运行的循环内定期 await asyncio.sleep(0)await asyncio.wait([pending_task], timeout=0.1) 提供取消检查点
  • 使用 asyncio.shield() 包裹不希望被取消的子任务(如心跳发送),避免父任务取消时误伤
  • 调用外部库异步方法前,确认其是否支持取消(如 aiohttp.Clientsession.get() 可被取消,而某些自定义 Future 可能不响应)

取消传播与父子任务关系

默认情况下,子任务(如通过 asyncio.create_task() 启动)不会自动随父任务取消而取消;取消是单向、非继承的。若需级联取消,需手动管理:

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  • 保存子任务引用,在父任务 finally 块中显式调用 child_task.cancel()
  • 使用 asyncio.gather(..., return_exceptions=True) 并配合 return_exceptions=False(默认)让任一子任务取消导致整个 gather 抛出 CancelledError
  • 注意:已取消的任务再次 await 会立即抛出 CancelledError,无需重复 cancel

调试与诊断取消行为

当协程看似“没被取消”时,常见原因有:

  • await 的对象不可取消(如自定义未继承 asyncio.Future 的 awaitable)
  • 协程吞掉了 CancelledError 却没重新抛出(例如 except asyncio.CancelledError: pass
  • 取消发生在任务已结束之后(task.done()True),此时 cancel() 返回 False
  • 使用了 loop.run_until_complete() 但未 await 任务本身,而是直接运行协程对象,导致无法通过 Task 控制生命周期

可通过 task.cancelled()task.done()task.exception() 检查任务最终状态,辅助定位问题。

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