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
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
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);
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myTask.Start(customTaskScheduler);
9
}
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try
12
{
13
//
等待所有线程全部运行结束
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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
{
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Console.WriteLine(
"
Exception type {0} from {1}
"
,
22
inner.GetType(), inner.Source);
23
}
24
}
25
26
Console.ReadLine();
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
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。