.NET 4多核并行中的Task优化线程池

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。
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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:

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try     {        ThreadPool.SetMaxThreads(2, 2);   for (int i = 0; i < 5; i++)               {  ThreadPool.QueueUserWorkItem(new WaitCallback(InvokeThread1), i);           }        }    catch      {        Console.WriteLine("error");   }
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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:

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static void InvokeThread1(object obj)        {                  throw new NullReferenceException();          }
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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

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 //自定义TaskScheduler       public class CustomTaskScheduler : TaskScheduler, IDisposable    {      //调用Task的线程    Thread[] _Threads;    //Task Collection       BlockingCollection<Task> _Tasks = new BlockingCollection<Task>();         int _ConcurrencyLevel;  //设置schedule并发         public CustomTaskScheduler(int concurrencyLevel)        {              _Threads = new Thread[concurrencyLevel];            this._ConcurrencyLevel = concurrencyLevel;           for (int i = 0; i < concurrencyLevel; i++)           {             _Threads[i] = new Thread(() =>                {                 foreach (Task task in _Tasks.GetConsumingEnumerable())                          this.TryExecuteTask(task);27                  });                  _Threads[i].Start();             }  }          protected override void QueueTask(Task task)        {           _Tasks.Add(task);       }  protected override bool TryExecuteTaskInline(Task task, bool taskWasPreviouslyQueued)     {         if (_Threads.Contains(Thread.CurrentThread)) return TryExecuteTask(task);           return false;  }  public override int MaximumConcurrencyLevel50         {          get         {               return _ConcurrencyLevel;54             }       }  protected override IEnumerable<Task> GetScheduledTasks()        {             return _Tasks.ToArray();      }  public void Dispose()        {        this._Tasks.CompleteAdding();          foreach (Thread t in _Threads)            {          t.Join();            }          }      }
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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:

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List<string> listMsg = new List<string>() { "Task1", "Task2", "Task3", "Task4", "Task5", "Task6" };             List<Task> listTask = new List<Task>();            foreach (string msg in listMsg)             {           Task myTask = new Task(obj => InvokeThread2((string)obj), msg, token);              listTask.Add(myTask);                myTask.Start(customTaskScheduler);       }             try        {                //等待所有线程全部运行结束            Task.WaitAll(listTask.ToArray());            }           catch (AggregateException ex)              {              //.NET4 Task的统一异常处理机制            foreach (Exception inner in ex.InnerExceptions)                {                     Console.WriteLine("Exception type {0} from {1}",                    inner.GetType(), inner.Source);            }            }            Console.ReadLine();
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InvokeThread2 相关代码:

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static void InvokeThread2(string msg)          {              try              {                  var x = Convert.ToInt32(msg.Replace("Task", "").Trim());                  Console.WriteLine(msg);                  Thread.Sleep(1000 * 5);                  Console.WriteLine("{0} ok", msg);            }              catch (Exception ex)              {                  //如果有异常发生则取消正在排队的所有线程。                tokenSource.Cancel();                  Exception exception = new Exception("error");                  exception.Source = msg;                  throw exception;              }        }
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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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16    2011-03-24 09:23:43    .NET 4多核并行