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c# 异步进阶———— paralel [二] 当前快看

2023-04-23 00:42:09 来源:博客园
前言

简单整理一下paralel,以上是并行的意思。

正文

我们在工作中常常使用task await 和 async,也就是将线程池进行了封装,那么还有一些更高级的应用。


【资料图】

是对task的封装,那么来看下paralel。

static void Main(string[] args){var ints= Enumerable.Range(1, 100);var result = Parallel.ForEach(ints, arg =>{Console.WriteLine(arg);});Console.Read();}

可以看到结果是并行的。

那么来看下实现机制。

public static ParallelLoopResult ForEach(IEnumerable source, Action body){if (source == null){throw new ArgumentNullException(nameof(source));}if (body == null){throw new ArgumentNullException(nameof(body));}return ForEachWorker(source, s_defaultParallelOptions, body, null, null, null, null, null, null);}

进行参数检验,然后交给了ForEachWorker。

这是一个基本的代码思路,就是复杂的方法中可以先校验参数,然后具体实现交给另外一个方法。

然后通过不同的类型,进行分类:

然后看下具体实现是什么?

进去看就是一个taskreplicator:

看下run在做什么。

public static void Run(ReplicatableUserAction action, ParallelOptions options, bool stopOnFirstFailure){int maxConcurrencyLevel = (options.EffectiveMaxConcurrencyLevel > 0) ? options.EffectiveMaxConcurrencyLevel : int.MaxValue;TaskReplicator replicator = new TaskReplicator(options, stopOnFirstFailure);new Replica(replicator, maxConcurrencyLevel, CooperativeMultitaskingTaskTimeout_RootTask, action).Start();Replica nextReplica;while (replicator._pendingReplicas.TryDequeue(out nextReplica))nextReplica.Wait();if (replicator._exceptions != null)throw new AggregateException(replicator._exceptions);}

创建了一个taskreplictor,起到管理作用

然后创建了一个Replica,然后这个start 是关键

然后通过while,让每一个Replica 都运行完毕才推出,达到同步的效果

if (replicator._exceptions != null)throw new AggregateException(replicator._exceptions);

可以看一下这个,这个是一个比较好的技巧。如果一个运行管理,不用抛出异常,之间在管理中进行运行处理总结。

比如结果,异常等。

那么就看下这个start。

protected Replica(TaskReplicator replicator, int maxConcurrency, int timeout){_replicator = replicator;_timeout = timeout;_remainingConcurrency = maxConcurrency - 1;_pendingTask = new Task(s => ((Replica)s).Execute(), this);_replicator._pendingReplicas.Enqueue(this);}public void Start(){_pendingTask.RunSynchronously(_replicator._scheduler);}

将会运行Execute,是同步的,而不是异步的,也就是说第一个task将会运行在当前线程。

那么看Execute在做什么?

public void Execute(){try{if (!_replicator._stopReplicating && _remainingConcurrency > 0){CreateNewReplica();_remainingConcurrency = 0; // new replica is responsible for adding concurrency from now on.}bool userActionYieldedBeforeCompletion;ExecuteAction(out userActionYieldedBeforeCompletion);if (userActionYieldedBeforeCompletion){_pendingTask = new Task(s => ((Replica)s).Execute(), this, CancellationToken.None, TaskCreationOptions.None);_pendingTask.Start(_replicator._scheduler);}else{_replicator._stopReplicating = true;_pendingTask = null;}}catch (Exception ex){LazyInitializer.EnsureInitialized(ref _replicator._exceptions).Enqueue(ex);if (_replicator._stopOnFirstFailure)_replicator._stopReplicating = true;_pendingTask = null;}}

一段一段分析:

if (!_replicator._stopReplicating && _remainingConcurrency > 0){CreateNewReplica();_remainingConcurrency = 0; // new replica is responsible for adding concurrency from now on.}

这里当_replicator 也就是任务复制器没有停止的时候。这里有两种情况会停止,一种是任务完成,一种是任务异常且设置参数异常时候停止。

_remainingConcurrency 指的是副本数,默认是int.max。

那么就复制一个副本。

protected override void CreateNewReplica(){Replica newReplica = new Replica(_replicator, _remainingConcurrency, GenerateCooperativeMultitaskingTaskTimeout(), _action);newReplica._pendingTask.Start(_replicator._scheduler);}

复制完副本后,那么就开始运行我们的action了。

protected override void ExecuteAction(out bool yieldedBeforeCompletion){_action(ref _state, _timeout, out yieldedBeforeCompletion);}

这里传入了timeout,这个timeout并不是我们限制我们单个task的运行时间,而是当运行到一定时候后,这个task就停止运行,然后另外启动一个副本。

if (CheckTimeoutReached(loopTimeout)){replicationDelegateYieldedBeforeCompletion = true;break;}
if (userActionYieldedBeforeCompletion){_pendingTask = new Task(s => ((Replica)s).Execute(), this, CancellationToken.None, TaskCreationOptions.None);_pendingTask.Start(_replicator._scheduler);}else{_replicator._stopReplicating = true;_pendingTask = null;}

这个是为了符合操作系统的调度思想,跑的越久的,基本上优先级会低些。

那么看下这个_action主要在做什么吧。

while (myPartition.MoveNext()){KeyValuePair kvp = myPartition.Current;long index = kvp.Key;TSource value = kvp.Value;// Update our iteration indexif (state != null) state.CurrentIteration = index;if (simpleBody != null)simpleBody(value);else if (bodyWithState != null)bodyWithState(value, state);else if (bodyWithStateAndIndex != null)bodyWithStateAndIndex(value, state, index);else if (bodyWithStateAndLocal != null)localValue = bodyWithStateAndLocal(value, state, localValue);elselocalValue = bodyWithEverything(value, state, index, localValue);if (sharedPStateFlags.ShouldExitLoop(index)) break;// Cooperative multitasking:// Check if allowed loop time is exceeded, if so save current state and return.// The task replicator will queue up a replacement task. Note that we don"t do this on the root task.if (CheckTimeoutReached(loopTimeout)){replicationDelegateYieldedBeforeCompletion = true;break;}}

就是拉取我们的enumerator的数据,然后simpleBody(value),进行运行我们写的action。

总结一下,其实Parallel 核心就是一个任务复制器,然后创建多个副本,拉取我们的数据,进行执行我们设置的action。

里面的主要功能,Parallel做到了限制副本数,因为我们知道task并不是越多越好。

第二个,如果长时间运行,那么Parallel是做了优化的,当达到timeout的时候,那么会重新启动一个副本(可以理解为一个线程)

第三点,Parallel 有一个foreach 进行迭代器的处理,这里不仅仅是让任务可以并行。

而且具备c# foreach的基本功能。

static void Main(string[] args){var ints= Enumerable.Range(1, 100);var result = Parallel.ForEach(ints,    (arg, state)=>{if (state.IsStopped){return;   }if (arg > 18){state.Break();}});if (result.IsCompleted){Console.WriteLine("完成");}Console.Read();}

可以进行中断。

还有一个函数,那就是stop,这个stop 比break 停止的快,break 要记录出,最小中断位置。

而stop 就是立马停止下来。

在上述中,我们知道可以传递一个taskschedule进行,那么这个taskschedule 是干什么的,对我们的任务调度有什么影响呢? 下一节,自我实现taskschedule。

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