使用 .NET4 中的Task优化线程池【.NET4 多核并行】

 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   5   for ( int i  =   0 ; i  <   5 ; i ++ )  6 {  7 ThreadPool.QueueUserWorkItem( new WaitCallback(InvokeThread1), i);  8 }  9   10 }  11   catch   12 {  13 Console.WriteLine( " error " );  14 } 
 

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：

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

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

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     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   7   // Task Collection   8   BlockingCollection < Task > _Tasks  =   new BlockingCollection < Task > ();  9   10   int _ConcurrencyLevel;  11   12   13   // 设置schedule并发   14     public CustomTaskScheduler( int concurrencyLevel)  15 {  16   17 _Threads  =   new Thread[concurrencyLevel];  18   this ._ConcurrencyLevel  = concurrencyLevel;  19   20   21   for ( int i  =   0 ; i  < concurrencyLevel; i ++ )  22 {  23 _Threads[i]  =   new Thread(()  =>   24 {  25   foreach (Task task  in _Tasks.GetConsumingEnumerable())  26   this .TryExecuteTask(task);  27   28 });  29   30 _Threads[i].Start();  31 }  32   33 }  34   35   protected   override   void QueueTask(Task task)  36 {  37 _Tasks.Add(task);  38 }  39   40   41   protected   override   bool TryExecuteTaskInline(Task task,  bool taskWasPreviouslyQueued)  42 {  43   44   if (_Threads.Contains(Thread.CurrentThread))  return TryExecuteTask(task);  45   46   return   false ;  47 }  48   49   public   override   int MaximumConcurrencyLevel  50 {  51   get   52 {  53   return _ConcurrencyLevel;  54 }  55 }  56   57   58   protected   override IEnumerable < Task > GetScheduledTasks()  59 {  60   return _Tasks.ToArray();  61 }  62   63   64   public   void Dispose()  65 {  66   this ._Tasks.CompleteAdding();  67   foreach (Thread t  in _Threads)  68 {  69 t.Join();  70 }  71   72 }  73 } 
 

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

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  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   4   foreach ( string msg  in listMsg)  5 {  6 Task myTask  =   new Task(obj  => InvokeThread2(( string )obj), msg, token);  7 listTask.Add(myTask);  8 myTask.Start(customTaskScheduler);  9 }  10   11   try   12 {  13   // 等待所有线程全部运行结束   14   Task.WaitAll(listTask.ToArray());  15 }  16   catch (AggregateException ex)  17 {  18   // .NET4 Task的统一异常处理机制   19     foreach (Exception inner  in ex.InnerExceptions)  20 {  21 Console.WriteLine( " Exception type {0} from {1} " ,  22 inner.GetType(), inner.Source);  23 }  24 }  25   26 Console.ReadLine(); 
 

InvokeThread2 相关代码：

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;}} 
 

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

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    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。