Extended Thread Pool(可扩展的线程池)

来源：互联网发布：手机无缝拼图软件编辑：程序博客网时间：2024/05/01 19:00

Extended Thread Pool 的特征

IoC 支持（使用了Unity）
扩展队列
扩展任务项
限制了工作线程的最大数量
动态线程分配
线程优先级支持
扩展日志

Extended Thread Pool的设计

ITaskItem 表示任务
ITaskQueue 表示任务的队列逻辑
ITaskQueueController 表示消费者和生产者之间的通信逻辑（线程安全）
WorkThread 表示线程执行
ExtendedThreadPool 控制线程的执行

让我们来深入了解每个类：

ITaskItem 表示要完成工作
1. public interface ITaskItem
2. {
3. ThreadPriority Priority { get; }
4. void DoWork();
5. }
ThreadPriority – WorkThread 的优先级，可以在每个任务中指定
ITaskQueue 另一个管理任务队列的接口
1. public interface ITaskQueue
2. {
3. int Count { get; }
4. void Enqueue(ITaskItem item);
5. ITaskItem Dequeue();
6. }

ITaskQueueController提供了消费者和生产者之间的通信逻辑

    public interface ITaskQueueController : IDisposable
    {
        int ConsumersWaiting { get; }
        void Enqueue(ITaskItem item);
        ITaskItem Dequeue();
    }

从ITaskQueueController接口派生了两个队列控制对象：

DefaultTaskQueueController
BoundedTaskQueueController

Default Task Queue Controller

DefaultTaskQueueController对与ITaskQueue是线程安全的封装：

public class DefaultTaskQueueController : TaskQueueControllerBase
{
    public DefaultTaskQueueController(ITaskQueue taskQueue)
        : base(taskQueue)
    {
    } 
    #region Overrides of TaskQueueControllerBase 
    public override void Enqueue(ITaskItem item)
    {
        lock (_locker)
        {
            _taskQueue.Enqueue(item);
            if (_consumersWaiting > 0)
                Monitor.PulseAll(_locker);
        }
    }
    public override ITaskItem Dequeue()
    {
        ITaskItem taskItem;
        lock (_locker)
        {
            while (_taskQueue.Count == 0 && !_isDispose)
            {
                _consumersWaiting++;
                Monitor.Wait(_locker);
                _consumersWaiting--;
            }
            if (_isDispose)
                return null;
            taskItem = _taskQueue.Dequeue();
        }
        return taskItem;
    } 
    #endregion 
}

Bounded Task Queue Controller

BoundedTaskQueueController（线程安全）如果生产者任务或者创建项的任务比消费者的处理速度快，系统将会无限的消耗内存。BoundedTaskQueueController允许限制队列的大小来限制生产者的越界。

public class BoundedTaskQueueController : TaskQueueControllerBase
{
    private readonly int _maxTasksCount;
    private int _producersWaiting;
    public BoundedTaskQueueController(ITaskQueue taskQueue, int maxTasksCount)
        : base(taskQueue)
    {
        if (maxTasksCount < 1)
            throw new ArgumentException("MaxTasksCount should be greater 0");
        _maxTasksCount = maxTasksCount;
    }
    public override void Enqueue(ITaskItem item)
    {
        lock (_locker)
        {
            while (_taskQueue.Count == (_maxTasksCount - 1) && !_isDispose)
            {
                _producersWaiting++;
                Monitor.Wait(_locker);
                _producersWaiting--;
            }
            _taskQueue.Enqueue(item);
            if (_consumersWaiting > 0)
                Monitor.PulseAll(_locker);
        }
    }
    public override ITaskItem Dequeue()
    {
        ITaskItem taskItem;
        lock (_locker)
        {
            while (_taskQueue.Count == 0 && !_isDispose)
            {
                _consumersWaiting++;
                Monitor.Wait(_locker);
                _consumersWaiting--;
            }
            if (_isDispose)
                return null;
            taskItem = _taskQueue.Dequeue();
            if (_producersWaiting > 0)
                Monitor.PulseAll(_locker);
        }
        return taskItem;
    }
}

Extended Thread Pool

ExtendedThreadPool类管理接口ITaskQueueController。AddTask方法用来添加任务到任务通道中去。如果最大的线程限制未达到并且ConsamersWaitin = 0，WorkThread类的新实例将被创建。

public void AddTask(ITaskItem item)
{
    if (item.IsNull())
        throw new ArgumentNullException("item");
    if (!(Enum.IsDefined(typeof (ThreadPriority), item.Priority)))
        throw new ArgumentException("priority");
    TaskQueueController.Enqueue(item);
    if (IsStartNewWorker())
        CreateWorkThread();
}

Work Thread

WorkThread类，执行任务项和提供日志记录的。

public void Start()
{
    while (_isRun)
    {
        try
        {
            ITaskItem item = _taskQueueController.Dequeue();
            if (item.IsNull())
                continue;
            DoWork(item);
        }
        catch (Exception ex)
        {
            _logger.Error(ex.Message);
        }
    }
}

Thread Pool Extensibility

ExtendedThreadPool类提供了Ioc支持，ITaskQueueController接口标记了Dependency属性。

[Dependency]
public ITaskQueueController TaskQueueController { private get; set; }

如果你需要更加强大的任务队列，就必须实现ITaskQueue接口，并不需要担心线程安全的问题；也可以创建ITaskQueueController。我使用Unity来配置ExtendedThreadPool。

例子

在其中一个项目中，我使用了multi-threading进行MSMQ交互。SampleTask派生了接口ITaskItem，可以从项目CoreDefaultMsmqSample中了解详情。

public void DoWork()
{
    using (var transaction = new MessageQueueTransaction())
    {
        try
        {
            transaction.Begin();
            Message msmqMessage = 
              _queue.Receive(TimeSpan.FromMilliseconds(500), transaction);
            if (msmqMessage != null)
            {
                var message = (ExternalMessage) msmqMessage.Body;
                LogManager.GetLogger(GetType()).Info("Task has been " + 
                           "done, info {0}".FormatWith(message.Data));
                //Do work 
                Thread.Sleep(1000);
            }
        }
        catch (Exception ex)
        {
            transaction.Abort();
            LogManager.GetLogger(GetType()).Error(ex.Message);
            return;
        }
        transaction.Commit();
    }
}

总结

作者考虑到了线程池的可配置性和扩展性,在引用这些代码后,写出的线程应用会非常简洁,且不需要考虑线程之间的复杂操作.如果,你觉得有写模块是你不需要的,比如日志模块或者IoC模块(这是什么模块我也不清楚),可以自行把代码删除掉,希望原作者会继续他的思路完善这个框架.