.NET 4多核并行中的Task优化线程池

开发 后端
今天我们将介绍的是.NET 4多核并行中的Task优化线程池,这也是比较基础的部分,希望对大家有所帮助。

阅读本篇前,读者需对.NET4 System.Threading.Tasks 以及 Task Schedulers 有一定的了解。如果不是很了解,请查阅以下相关信息:

Task: http://msdn.microsoft.com/en-us/library/system.threading.tasks.task%28VS.100%29.aspx

Task Schedulers: http://msdn.microsoft.com/en-us/library/dd997402.aspx

首先回顾相关场景:最近工作需要一直在.NET4下编写window service。在WindowsService下使用了多线程相关技术。期间就用了到了线程池。使用线程池的目的:在系统中进行多线程并发也担心并发数量太大影响性能。于是使用线程池进行排队。一批一批执行多线程。当我在使用传统的.NET线程池的过程中碰见了一些问题,请看以下代码:

  1. try 
  2.     {  
  3.       ThreadPool.SetMaxThreads(2, 2);   
  4. for (int i = 0; i < 5; i++)  
  5.              {  
  6. ThreadPool.QueueUserWorkItem(new WaitCallback(InvokeThread1), i);   
  7.         }   
  8.      }  
  9.   catch 
  10.      {  
  11.       Console.WriteLine("error");  
  12.  } 

这里建立一个同时2个线程并发的线程池。在上述代码第7行传入InvokeThread1方法:

  1. static void InvokeThread1(object obj)        {                  
  2. throw new NullReferenceException();       
  3.    } 

假设程序发生异常,这个异常却让整个程线程池序崩溃了。主程序并未catch到这个exception。也许您会说这本来就是这样的嘛,有什么好贴出来的。但是在.NET4中我们可以避免掉这个问题。(此时体现出.NET4的异常强大)。还有个问题有必要提到:如果一次有两个线程同时并发(一共要执行5个线程,每次并发2个)。假设其中一个线程执行过程中出现了异常,要让这两个线程以外的三个线程都停止运行,来节省系统资源。传统的线程池也许可以做到,但是控制起来估计不会让你太轻松。但是在.NET4的Task机制中,这些都得到了妥善的解决,现将以上两个问题解决方案给出。如果存在不足的地方,请您指出。

一、自定义TaskScheduler

TaskScheduler代码如下:

自定义TaskScheduler

  1.  //自定义TaskScheduler  
  2.      public class CustomTaskScheduler : TaskScheduler, IDisposable   
  3.  {   
  4.    //调用Task的线程  
  5.   Thread[] _Threads;   
  6.  //Task Collection  
  7.      BlockingCollection<Task> _Tasks = new BlockingCollection<Task>();   
  8.       int _ConcurrencyLevel;  
  9. //设置schedule并发  
  10.        public CustomTaskScheduler(int concurrencyLevel)  
  11.       {  
  12.             _Threads = new Thread[concurrencyLevel];  
  13.           this._ConcurrencyLevel = concurrencyLevel;  
  14.          for (int i = 0; i < concurrencyLevel; i++)  
  15.          {  
  16.            _Threads[i] = new Thread(() =>  
  17.               {  
  18.                foreach (Task task in _Tasks.GetConsumingEnumerable())  
  19.                         this.TryExecuteTask(task);27   
  20.                });  
  21.                 _Threads[i].Start();  
  22.            }  
  23. }  
  24.         protected override void QueueTask(Task task)  
  25.       {  
  26.          _Tasks.Add(task);  
  27.      }  
  28. protected override bool TryExecuteTaskInline(Task task, bool taskWasPreviouslyQueued)  
  29.    {  
  30.        if (_Threads.Contains(Thread.CurrentThread)) return TryExecuteTask(task);  
  31.          return false;  
  32. }  
  33. public override int MaximumConcurrencyLevel50         {  
  34.         get 
  35.         {  
  36.              return _ConcurrencyLevel;54             }  
  37.      }  
  38. protected override IEnumerable<Task> GetScheduledTasks()  
  39.       {  
  40.            return _Tasks.ToArray();  
  41.     }  
  42. public void Dispose()  
  43.       {  
  44.       this._Tasks.CompleteAdding();  
  45.         foreach (Thread t in _Threads)  
  46.           {  
  47.         t.Join();  
  48.           }  
  49.         }  
  50.     } 

该scheduler代码很简单,重写相关System.Threading.Tasks.TaskScheduler类下的相关方法即可,代码中已给出相关注释。

二、使用自定义的TaskScheduler

调用TaskScheduler代码:

  1. List<string> listMsg = new List<string>() { "Task1""Task2""Task3""Task4""Task5""Task6" };  
  2.            List<Task> listTask = new List<Task>();   
  3.          foreach (string msg in listMsg)  
  4.            {   
  5.         Task myTask = new Task(obj => InvokeThread2((string)obj), msg, token);  
  6.             listTask.Add(myTask);   
  7.              myTask.Start(customTaskScheduler);   
  8.     }  
  9.            try 
  10.        {  
  11.               //等待所有线程全部运行结束  
  12.           Task.WaitAll(listTask.ToArray());  
  13.           }  
  14.          catch (AggregateException ex)  
  15.             {  
  16.             //.NET4 Task的统一异常处理机制  
  17.           foreach (Exception inner in ex.InnerExceptions)  
  18.               {  
  19.                    Console.WriteLine("Exception type {0} from {1}",  
  20.                   inner.GetType(), inner.Source);  
  21.           }  
  22.           }  
  23.           Console.ReadLine(); 

InvokeThread2 相关代码:

  1. static void InvokeThread2(string msg)         
  2.  {          
  3.     try         
  4.      {                  
  5. var x = Convert.ToInt32(msg.Replace("Task""").Trim());                 
  6.  Console.WriteLine(msg);                  
  7. Thread.Sleep(1000 * 5);                 
  8.  Console.WriteLine("{0} ok", msg);            }             
  9.  catch (Exception ex)            
  10.   {                
  11.   //如果有异常发生则取消正在排队的所有线程。          
  12.       tokenSource.Cancel();                 
  13.  Exception exception = new Exception("error");               
  14.    exception.Source = msg;           
  15.        throw exception;            
  16.   }        } 

以上代码运行效果如下:

接着在TaskScheduler调用代码中如果将第一行代码listMsg值修改成 List<string> listMsg = new List<string>() { "Task1", "Task2", "TaskA", "Task3", "Task4", "Task5", "Task6", "Task7", "Task8", "Task9" };这时候我们将得到以下结果:

这个运行结果重点要强调的地方为:后面这7个exception。聪明的您或许已经看出来前6个exception属于没有执行的"Task4", "Task5", "Task6", "Task7", "Task8", "Task9",而最后一个exception才是真正的发生异常的"TaskA"。这里主要用到了Task的统一异常处理机制AggregateException。可以从运行结果得到:Task1,Task2,Task3执行成功了,但是TaskA发生了异常导致了后面排队的"Task4", "Task5", "Task6", "Task7", "Task8", "Task9"都不会执行了。节省了系统资源,同时也提高了系统性能。

三、小结

本文主要用到了的是.NET4 的Task相关技术,Task让我们在多核并行控制的时候更加简单,功能更加强大。如果需进一步了解相关技术,博客园已经有不少教程。微软的MSDN也提供了很多参考资料。 最后希望本文可以给您的开发带来帮助。

原文链接:http://www.cnblogs.com/ryanding/archive/2011/03/22/1990799.html

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责任编辑:彭凡 来源: 博客园
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