TPL 之六 在数据流块中指定任务计划程序

(一)DataflowBlockOptions属性      代码地址-BroadcastBlock2
在一些Block的构造函数中,我们常常可以看见需要你输入DataflowBlockOptions 类型或者它的两个派生类型ExecutionDataflowBlockOptions 和 GroupingDataflowBlockOptions。
DataflowBlockOptions有五个属性:BoundedCapacity,CancellationToken,MaxMessagesPerTask,NameFormat和TaskScheduler。
BoundedCapacity
这个属性用来限制一个Block中最多可以缓存数据项的数量,大多数Block都支持这个属性,这个值默认是DataflowBlockOptions.Unbounded = -1,也就是说没有限制。开发人员可以制定这个属性设置数量的上限。那后面的新数据将会延迟。比如说用一个BufferBlock连接一个ActionBlock,如果在ActionBlock上面设置了上限,ActionBlock处理的操作速度比较慢,留在ActionBlock中的数据到达了上限,那么余下的数据将留在BufferBlock中,直到ActionBlock中的数据量低于上限。这种情况常常会发生在生产者生产的速度大于消费者速度的时候,导致的问题是内存越来越大,数据操作越来越延迟。我们可以通过一个BufferBlock连接多个ActionBlock来解决这样的问题,也就是负载均衡。一个ActionBlock满了,就会放到另外一个ActionBlock中去了。
CancellationToken
TPL中常用的类型。CancellationToken来取消操作,在Block的构造函数中放入CancellationToken,Block将在它的整个生命周期中全程监控这个对象,只要在这个Block结束运行(调用Complete方法)前,用CancellationToken发送取消请求,该Block将会停止运行,如果Block中还有没有处理的数据,那么将不会再被处理。
MaxMessagesPerTask
用MaxMessagesPerTask控制公平性,每一个Block内部都是异步处理,都是使用TPL的Task。TDF的设计是在保证性能的情况下,尽量使用最少的任务对象来完成数据的操作,这样效率会高一些,一个任务执行完成一个数据以后,任务对象并不会销毁,而是会保留着去处理下一个数据,直到没有数据处理的时候,Block才会回收掉这个任务对象。但是如果数据来自于多个Source,公平性就很难保证。从其他Source来的数据必须要等到早前的那些Source的数据都处理完了才能被处理。这时我们就可以通过MaxMessagesPerTask来控制。这个属性的默认值还是DataflowBlockOptions.Unbounded=-1,表示没有上限。假如这个数值被设置为1的话,那么单个任务只会处理一个数据。这样就会带来极致的公平性,但是将带来更多的任务对象消耗。
NameFormat
用NameFormat来定义Block名称MSDN上说属性NameFormat用来获取或设置查询块的名称时要使用的格式字符串。Block的名字Name=string.format(NameFormat, block.GetType ().Name, block.Completion.Id)。所以当我们输入”{0}”的时候,名字就是block.GetType ().Name,如果我们数据的是”{1}”,那么名字就是block.Completion.Id。如果是“{2}”,那么就会抛出异常。
TaskScheduler
用TaskScheduler来调度Block行为,TaskScheduler是非常重要的属性。同样这个类型来源于TPL。每个Block里面都使用TaskScheduler来调度行为,无论是源Block和目标Block之间的数据传递,还是用户自定义的执行数据方法委托,都是使用的TaskScheduler。如果没有特别设置的话,将使用TaskScheduler.Default(System.Threading.Tasks.ThreadPoolTaskScheduler)来调度。我们可以使用其他的一些继承于TaskScheduler的类型来设置这个调度器,一旦设置了以后,Block中的所有行为都会使用这个调度器来执行。.Net Framework 4中内建了两个Scheduler,一个是默认的ThreadPoolTaskScheduler,另一个是用于UI线程切换的SynchronizationContextTaskScheduler。如果你使用的Block设计到UI的话,那可以使用后者,这样在UI线程切换上面将更加方便。
MaxDegreeOfParallelism
用MaxDegreeOfParallelism来并行处理,通常,Block中处理数据都是单线程的,一次只能处理一个数据,比如说ActionBlock中自定义的代理。使用MaxDegreeOfParallelism可以让你并行处理这些数据。属性的定义是最大的并行处理个数。如果定义成-1的话,那就是没有限制。用户需要在实际情况中选择这个值的大小,并不是越大越好。如果是平行处理的话,还应该考虑是否有共享资源。
.Net Framework 4.5 中,还有一个类型被加入到System.Threading.Tasks名称空间下:ConcurrentExclusiveSchedulerPair。这个类是两个TaskScheduler的组合。它提供两个TaskScheduler:ConcurrentScheduler和ExclusiveScheduler;我们可以把这两个TaskScheduler构造进要使用的Block中。他们保证了在没有排他任务的时候(使用ExclusiveScheduler的任务),其他任务(使用ConcurrentScheduler)可以同步进行,当有排他任务在运行的时候,其他任务都不能运行。其实它里面就是一个读写锁。这在多个Block操作共享资源的问题上是一个很方便的解决方案。
image

BroadcastBlock<int> broadcaster = new BroadcastBlock<int>(null);
public Form1()
{
    InitializeComponent();
    /*创建一个toggleCheckBoxBlock*/
    var toggleCheckBoxBlock = new ActionBlock<CheckBox>(checkBox =>
    {
        checkBox.Checked = !checkBox.Checked;
        Console.WriteLine($"chk名称:{checkBox.Name}");
    }, new ExecutionDataflowBlockOptions
    {
        TaskScheduler = TaskScheduler.FromCurrentSynchronizationContext()
    });
    var taskSchedulerPair = new ConcurrentExclusiveSchedulerPair();
    /*创建三个readerActions,向toggleCheckBoxBlock投递Post数据*/
    var readerActions = from checkBox in new CheckBox[] { checkBox1, checkBox2, checkBox3 }
                        select new ActionBlock<int>(milliseconds =>
                        {
                            toggleCheckBoxBlock.Post(checkBox);
                            Thread.Sleep(milliseconds);
                            toggleCheckBoxBlock.Post(checkBox);
                        },
                        new ExecutionDataflowBlockOptions
                        {
                            TaskScheduler = taskSchedulerPair.ConcurrentScheduler
                        });
    /*创建一个writerAction,向toggleCheckBoxBlock投递Post数据*/
    var writerAction = new ActionBlock<int>(milliseconds =>
    {
        toggleCheckBoxBlock.Post(checkBox4);
        Thread.Sleep(milliseconds);
        toggleCheckBoxBlock.Post(checkBox4);
    }, new ExecutionDataflowBlockOptions
    {
        TaskScheduler = taskSchedulerPair.ExclusiveScheduler
    });
    /*链接数据块,三个readerAction,一个writerAction*/
    foreach (var readerAction in readerActions)
    {
        broadcaster.LinkTo(readerAction);
    }
    broadcaster.LinkTo(writerAction);
    timer1.Start();
}
private void timer1_Tick(object sender, EventArgs e)
{
    broadcaster.Post(1000);
    Console.WriteLine($"broadcaster长度");
}
posted @ 2020-07-11 08:00  李华丽  阅读(46)  评论(0编辑  收藏  举报
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