鸡肋的TaskFactory是时候抛弃了
一、TaskFactory的作用
- 通过TaskFactoryk可以生成Task
- 并在系统线程池中执行
1. TaskFactory.StartNew调用同步方法的Case
- 以下是Task经典的Case
- 使用TaskFactory的StartNew异步执行3个耗时1秒的任务
- 共耗时1秒
var sw = Stopwatch.StartNew();
var task = Task.Factory.StartNew(() => Hello("张三", 1000));
var task2 = Task.Factory.StartNew(() => Hello("李四", 1000));
var task3 = Task.Factory.StartNew(() => Hello("王二", 1000));
await Task.WhenAll(task, task2, task3);
sw.Stop();
_output.WriteLine($"Thread{Environment.CurrentManagedThreadId} Total Span :{sw.Elapsed.TotalMilliseconds}");
void Hello(string name, int time = 10)
{
Thread.Sleep(time);
_output.WriteLine($"Thread{Environment.CurrentManagedThreadId} Hello {name},{DateTime.Now:HH:mm:ss.fff}");
}
// Thread10 Hello 张三,16:13:03.553
// Thread31 Hello 王二,16:13:03.553
// Thread11 Hello 李四,16:13:03.553
// Thread17 Total Span :1010.0936
二、Task.Run也能生成并执行Task
1. Task.Run调用同步方法的Case
- Task.Run也可以生成并执行同步方法
- TaskFactory的StartNew效果差不多
- 区别在于Task.Run是静态方法
- TaskFactory.StartNew是实例方法,可以手搓(自定义)
- 参考笔者博文重构《手搓》TaskFactory带你更安全的起飞
var sw = Stopwatch.StartNew();
var task = Task.Run(() => Hello("张三", 1000));
var task2 = Task.Run(() => Hello("李四", 1000));
var task3 = Task.Run(() => Hello("王二", 1000));
await Task.WhenAll(task, task2, task3);
sw.Stop();
_output.WriteLine($"Thread{Environment.CurrentManagedThreadId} Total Span :{sw.Elapsed.TotalMilliseconds}");
// Thread31 Hello 王二,16:22:43.545
// Thread10 Hello 张三,16:22:43.545
// Thread11 Hello 李四,16:22:43.545
// Thread15 Total Span :1014.1269
2. Task.Run还能调用异步方法的Case
- Task.Run还可以胜任异步处理
- 不知为啥TaskFactory不支持该功能
- TaskFactory.FromAsync应该能实现类似功能,但明显用起来不方便
var sw = Stopwatch.StartNew();
var task = Task.Run(() => HelloAsync("张三", 1000));
var task2 = Task.Run(() => HelloAsync("李四", 1000));
var task3 = Task.Run(() => HelloAsync("王二", 1000));
await Task.WhenAll(task, task2, task3);
sw.Stop();
_output.WriteLine($"Thread{Environment.CurrentManagedThreadId} Total Span :{sw.Elapsed.TotalMilliseconds}");
async Task HelloAsync(string name, int time = 10, CancellationToken token = default)
{
await Task.Delay(time, token);
_output.WriteLine($"Thread{Environment.CurrentManagedThreadId} HelloAsync {name},{DateTime.Now:HH:mm:ss.fff}");
}
// Thread31 HelloAsync 张三,01:35:17.541
// Thread11 HelloAsync 王二,01:35:17.541
// Thread8 HelloAsync 李四,01:35:17.541
// Thread17 Total Span :1008.7947
三、《手搓》TaskFactory能兼顾
1. 《手搓》TaskFactory调用同步方法的Case
- 《手搓》TaskFactory可平替系统Factory调用同步方法
- 还能实现系统Factory做不到的并发控制
var options = new ReduceOptions { ConcurrencyLevel = 3 };
var factory = new ConcurrentTaskFactory(options);
var sw = Stopwatch.StartNew();
var task = factory.StartNew(() => Hello("张三", 1000));
var task2 = factory.StartNew(() => Hello("李四", 1000));
var task3 = factory.StartNew(() => Hello("王二", 1000));
await Task.WhenAll(task, task2, task3);
sw.Stop();
_output.WriteLine($"Thread{Environment.CurrentManagedThreadId} Total Span :{sw.Elapsed.TotalMilliseconds}");
// Thread11 Hello 张三,01:50:15.835
// Thread8 Hello 李四,01:50:15.835
// Thread31 Hello 王二,01:50:15.835
// Thread15 Total Span :1010.3326
2. 《手搓》TaskFactory调用异步方法的Case
- 《手搓》TaskFactory也能调用异步方法
- 《手搓》TaskFactory可以平替系统Task.Run调用异步方法
var options = new ReduceOptions { ConcurrencyLevel = 3 };
var factory = new ConcurrentTaskFactory(options);
var sw = Stopwatch.StartNew();
var task = factory.StartTask(() => HelloAsync("张三", 1000));
var task2 = factory.StartTask(() => HelloAsync("李四", 1000));
var task3 = factory.StartTask(() => HelloAsync("王二", 1000));
await Task.WhenAll(task, task2, task3);
sw.Stop();
_output.WriteLine($"Thread{Environment.CurrentManagedThreadId} Total Span :{sw.Elapsed.TotalMilliseconds}");
// Thread31 HelloAsync 张三,01:57:06.110
// Thread8 HelloAsync 王二,01:57:06.110
// Thread11 HelloAsync 李四,01:57:06.110
// Thread17 Total Span :1004.2208
3. 《手搓》TaskFactory支持安全双保险
- 《手搓》TaskFactory支持Token安全保护
- 《手搓》TaskFactory还支持ItemLife安全保护
- 系统的Factory和Task.Run只能在调用时判断Token是否取消,安全作用几乎可以忽略
- 《手搓》TaskFactory也是Factory
- 既然《手搓》TaskFactory那么强大,为什么还说鸡肋呢?
- 那是因为这些都是《手搓》线程池提供的技术支持
- 完全可以直接通过《手搓》线程池实现
- 可以参考以前的文章异步"伪线程"重构《手搓》线程池,支持任务清退
var options = new ReduceOptions { ConcurrencyLevel = 1, ItemLife = TimeSpan.FromSeconds(1) };
var factory = new ConcurrentTaskFactory(options);
var tokenSource = new CancellationTokenSource();
tokenSource.CancelAfter(TimeSpan.FromSeconds(1));
var sw = Stopwatch.StartNew();
var task = factory.StartTask(() => HelloAsync("张三", 2000, tokenSource.Token));
Assert.NotNull(task);
try
{
await task;
sw.Stop();
}
catch (Exception ex)
{
sw.Stop();
_output.WriteLine(($"Thread{Environment.CurrentManagedThreadId} {ex}"));
}
_output.WriteLine($"Thread{Environment.CurrentManagedThreadId} Total Span :{sw.Elapsed.TotalMilliseconds}");
await Task.Delay(2000);
// Thread17 System.Threading.Tasks.TaskCanceledException: A task was canceled.
// at TaskTests.Tasks.ConcurrentTaskFactoryTests.TaskItemLife() in D:\projects\HandCore.net\UnitTests\TaskTests\Tasks\ConcurrentTaskFactoryTests.cs:line 72
// Thread17 Total Span :1017.4384
四、《手搓》线程池的Task
1. 《手搓》线程池直接调用同步方法的Case
- 通过Processor可以直接生成异步
var options = new ReduceOptions { ConcurrencyLevel = 3 };
var processor = new Processor();
var pool = options.CreateJob(processor);
var sw = Stopwatch.StartNew();
var task = processor.StartNew(() => Hello("张三", 1000));
var task2 = processor.StartNew(() => Hello("李四", 1000));
var task3 = processor.StartNew(() => Hello("王二", 1000));
await Task.WhenAll(task, task2, task3);
sw.Stop();
_output.WriteLine($"Thread{Environment.CurrentManagedThreadId} Total Span :{sw.Elapsed.TotalMilliseconds}");
// Thread31 Hello 王二,02:15:07.714
// Thread10 Hello 李四,02:15:07.714
// Thread11 Hello 张三,02:15:07.714
// Thread16 Total Span :1011.4239
2. 《手搓》线程池直接调用异步方法的Case
- 通过Processor可以直接调用异步方法
var options = new ReduceOptions { ConcurrencyLevel = 3 };
var processor = new Processor();
var pool = options.CreateJob(processor);
var sw = Stopwatch.StartNew();
var task = processor.StartTask(() => HelloAsync("张三", 1000, CancellationToken.None));
var task2 = processor.StartTask(() => HelloAsync("李四", 1000, CancellationToken.None));
var task3 = processor.StartTask(() => HelloAsync("王二", 1000, CancellationToken.None));
await Task.WhenAll(task, task2, task3);
sw.Stop();
_output.WriteLine($"Thread{Environment.CurrentManagedThreadId} Total Span :{sw.Elapsed.TotalMilliseconds}");
// Thread8 HelloAsync 李四,02:25:06.458
// Thread11 HelloAsync 张三,02:25:06.458
// Thread31 HelloAsync 王二,02:25:06.458
// Thread17 Total Span :1005.3909
3. 《手搓》线程池双保险执行Task的Case
- 《手搓》线程池支持双保险执行Task
- 实际上QueueTaskScheduler(《手搓》TaskFactory核心组件)相当于一个特殊的Processor
- ConcurrentTaskFactory内部就包含了一个手搓线程池
- 从某种意义来说,ConcurrentTaskFactory(《手搓》TaskFactory)有点多余
- 《手搓》线程池几乎能实现《手搓》TaskFactory的所有功能
- 还能提供其他更多功能
- 也可以说《手搓》TaskFactory是阉割版的线程池
var options = new ReduceOptions { ConcurrencyLevel = 1 };
var processor = new Processor();
var pool = options.CreateJob(processor);
var tokenSource = new CancellationTokenSource();
tokenSource.CancelAfter(TimeSpan.FromSeconds(1));
var sw = Stopwatch.StartNew();
var task = processor.StartTask(() => HelloAsync("张三", 2000, tokenSource.Token));
Assert.NotNull(task);
try
{
await task;
sw.Stop();
}
catch (Exception ex)
{
sw.Stop();
_output.WriteLine(($"Thread{Environment.CurrentManagedThreadId} {ex}"));
}
_output.WriteLine($"Thread{Environment.CurrentManagedThreadId} Total Span :{sw.Elapsed.TotalMilliseconds}");
await Task.Delay(2000);
// Thread17 System.Threading.Tasks.TaskCanceledException: A task was canceled.
// at TaskTests.Job.ProcessorTests.HelloAsync(String name, Int32 time, CancellationToken token) in D:\projects\HandCore.net\UnitTests\TaskTests\Job\ProcessorTests.cs:line 207
// at Hand.Tasks.Internal.TaskFuncState.RunAsync(CancellationToken token) in D:\projects\HandCore.net\Hand.Tasks\Internal\TaskFuncState.cs:line 32
// at Hand.Job.Processor.Hand.Job.IQueueProcessor<Hand.States.IState<System.Boolean>>.Run(IQueue`1 queue, ThreadJobService`1 service, CancellationToken token) in D:\projects\HandCore.net\Hand.Job\Processor.cs:line 155
// at TaskTests.Job.ProcessorTests.TaskItemLife() in D:\projects\HandCore.net\UnitTests\TaskTests\Job\ProcessorTests.cs:line 189
// Thread17 Total Span :1008.4003
五、《手搓》线程池与系统线程池有区别吗?
- 当然有区别,而且区别很大
- 系统线程池是面对过程的,也就是委托方法,可以带一个object参数
- 《手搓》线程池是面向对象的
1. 《手搓》线程池的组成
- 其一要处理的对象类型
- 其二对象集合(队列)
- 其三是处理器(处理逻辑)
- 可以支持高度定制
class ReduceJobService<TItem>
{
/// <summary>
/// 队列
/// </summary>
public IQueue<TItem> Queue { get; }
/// <summary>
/// 处理器
/// </summary>
public IQueueProcessor<TItem> Processor { get; }
}
1. 《手搓》线程池默认处理器
- 这是一个有状态任务处理器
- 线程池保护可以基于这个状态
- 其中的状态为bool类型,true为有效,false就表示线程池应该清退它
- Processor支持同步(IJobItem)和异步(IAsyncJobItem)两种任务
- 通过实现IExceptionable订阅异常处理
- 通过实现ICancelable订阅取消处理
- 为了兼容系统线程池使用习惯,默认提供了基于委托(方法)的处理逻辑
- 实际《手搓》线程池是面向对象的
- 《手搓》线程池是可以高度私人订制的线程池
- 有谁会不喜欢私人定制自己的线程池呢
class Processor(IQueue<IState<bool>> queue)
: IQueueProcessor<IState<bool>>;
/// <summary>
/// 状态
/// </summary>
/// <typeparam name="TStatus"></typeparam>
interface IState<TStatus>
{
/// <summary>
/// 状态
/// </summary>
TStatus Status { get; }
}
interface IExceptionable
{
/// <summary>
/// 触发异常回调
/// </summary>
/// <param name="exception"></param>
void OnException(Exception exception);
}
interface ICancelable
{
/// <summary>
/// 取消
/// </summary>
void OnCancel();
}
2. 《手搓》线程池支持私人定制任务
2.1 必需实现接口IState<bool>
- 只有一个Status属性告诉线程池你这个任务当前是否有效
- 如果Status为false线程池不会执行,直接忽略该任务
- 如果执行中途变成false,线程池会清退该任务
2.2 实现IJobItem或IAsyncJobItem
- 同步处理实现IJobItem
- 异步处理实现IAsyncJobItem
2.3 可选实现IExceptionable
- 实现IExceptionable可以订阅异常处理
2.4 可选实现ICancelable
- 实现ICancelable可以订阅取消处理
- 特别要注意,有些取消往往会触发异常
- 如果要完全处理取消,一般IExceptionable也是要实现的
3. 《手搓》线程池支持私人定制处理器
- 通过实现定义IQueueProcessor接口可以定制处理器
- 定制自己的处理器逻辑可能是一个更好的选择
- 比如为了性能专门处理异步或同步
- 或者处理特殊的数据结构和封装自己的异常处理逻辑
4. ActionProcessor
- ActionProcessor非常简单,只支持执行Action
- 正应为它逻辑简单,能获得更好的性能,专制这方面的强迫症患者
- 虽然简单,线程池的任务清退和并发控制一点都不打折
- 把它是比喻为小李飞刀一点都不为过
var options = new ReduceOptions { ConcurrencyLevel = 1 };
var pool = options.CreateJob(ActionProcessor.Instance);
pool.Add(() => Hello("张三"));
pool.Add(() => Hello("李四"));
await Task.Delay(1000);
void Hello(string name)
{
_output.WriteLine($"Thread{Environment.CurrentManagedThreadId} Hello {name},{DateTime.Now:HH:mm:ss.fff}");
Thread.Sleep(1);
}
// Thread11 Hello 张三,09:57:57.195
// Thread11 Hello 李四,09:57:57.202
好了,就介绍到这里,更多信息请查看源码库
源码托管地址: https://github.com/donetsoftwork/HandCore.net ，欢迎大家直接查看源码。
gitee同步更新:https://gitee.com/donetsoftwork/HandCore.net
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