.NET4多核并行中的Task优化线程池

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：

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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：

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

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

TaskScheduler代码如下：

自定义TaskScheduler

 
 
 
 
  
  
  
   //自定义TaskScheduler  
  
  
  
       public class CustomTaskScheduler : TaskScheduler, IDisposable   
  
  
  
   {   
  
  
  
     //调用Task的线程  
  
  
  
    Thread[] _Threads;   
  
  
  
   //Task Collection  
  
  
  
       BlockingCollection _Tasks = new BlockingCollection();   
  
  
  
        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 GetScheduledTasks()  
  
  
  
        {  
  
  
  
             return _Tasks.ToArray();  
  
  
  
      }  
  
  
  
  public void Dispose()  
  
  
  
        {  
  
  
  
        this._Tasks.CompleteAdding();  
  
  
  
          foreach (Thread t in _Threads)  
  
  
  
            {  
  
  
  
          t.Join();  
  
  
  
            }  
  
  
  
          }  
  
  
  
      }

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：

 
 
 
 
  
  
  
  List listMsg = new List() { "Task1", "Task2", "Task3", "Task4", "Task5", "Task6" };  
  
  
  
             List listTask = new List();   
  
  
  
           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();

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 listMsg = new List() { "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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网页题目：.NET4多核并行中的Task优化线程池
标题网址：http://zsjierui.cn/article/dpdhsij.html

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