TaskCreationOptions.LongRunning 运行比可用线程数更多的任务
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2022-04-08 15:56:00
最近在学WebSocket，服务端需要监听多个WebSocket客户端发送的消息。 开始的解决方法是每个WebSocket客户端都添加一个线程进行监听，代码如下： /// /// 监听端口 创建WebSocket /// ///
最近在学websocket，服务端需要监听多个websocket客户端发送的消息。
开始的解决方法是每个websocket客户端都添加一个线程进行监听，代码如下：
/// <summary>
/// 监听端口 创建websocket
/// </summary>
/// <param name="httplistener"></param>
private void createwebsocket(httplistener httplistener)
{
if (!httplistener.islistening)
throw new exception("httplistener未启动");
httplistenercontext listenercontext = httplistener.getcontextasync().result;
if (!listenercontext.request.iswebsocketrequest)
{
createwebsocket(httplistener);
return;
}
websocketcontext websocket = null;
try
{
websocket = new websocketcontext(listenercontext, subprotocol);
}
catch (exception ex)
{
log.error(ex);
createwebsocket(httplistener);
return;
}
log.info($"成功创建websocket：{websocket.id}");
int workerthreads = 0, completionportthreads = 0;
threadpool.getavailablethreads(out workerthreads, out completionportthreads);
if (workerthreads <= reservedthreadscount + 1 || completionportthreads <= reservedthreadscount + 1)
{
/**
* 可用线程小于预留线程数量
* 通知客户端关闭连接
* */
websocket.closeasync(websocketclosestatus.internalservererror, "可用线程不足，无法连接").wait();
}
else
{
if (onreceivemessage != null)
websocket.onreceivemessage += onreceivemessage;
websocket.onclosewebsocket += websocket_onclosewebsocket;
websocketcontexts.add(websocket);
// 在线程中监听客户端发送的消息
threadpool.queueuserworkitem(new waitcallback(p =>
{
(p as websocketcontext).receivemessageasync().wait();
}), websocket);
}
createwebsocket(httplistener);
}
但是可用线程数量是有限的，先连接的客户端一直递归接收消息，导致线程无限占用，后连接上的客户端就没有线程用于监听接受消息了。
接受消息方法如下：
/// <summary>
/// 递归 同步接收消息
/// </summary>
/// <returns></returns>
public void receivemessage()
{
websocket websocket = httplistenerwebsocketcontext.websocket;
if (websocket.state != websocketstate.open)
throw new exception("http未握手成功，不能接受消息！");
var bytebuffer = websocket.createserverbuffer(receivebuffersize);
websocketreceiveresult receiveresult = null;
try
{
receiveresult = websocket.receiveasync(bytebuffer, cancellationtoken).result;
}
catch (websocketexception ex)
{
if (ex.innerexception is httplistenerexception)
{
log.error(ex);
closeasync(websocketclosestatus.protocolerror, "客户端断开连接" + ex.message).wait(timespan.fromseconds(20));
return;
}
else
{
log.error(ex);
closeasync(websocketclosestatus.protocolerror, "websocket 连接异常" + ex.message).wait(timespan.fromseconds(20));
return;
}
}
catch (exception ex)
{
log.error(ex);
closeasync(websocketclosestatus.protocolerror, "客户端断开连接" + ex.message).wait(timespan.fromseconds(20));
return;
}
if (receiveresult.closestatus.hasvalue)
{
log.info("接受到关闭消息！");
closeasync(receiveresult.closestatus.value, receiveresult.closestatusdescription).wait(timespan.fromseconds(20));
return;
}
byte[] bytes = new byte[receiveresult.count];
array.copy(bytebuffer.array, bytes, bytes.length);
string message = encoding.getstring(bytes);
log.info($"{id}接收到消息：{message}");
if (onreceivemessage != null)
onreceivemessage.invoke(this, message);
if (!cancellationtoken.iscancellationrequested)
receivemessage();
}
这是不能接受的。
后来在task中看到，在创建task时可以设置taskcreationoptions参数
该枚举有个字段longrunning
| longrunning | 2 |
指定任务将是长时间运行的、粗粒度的操作，涉及比细化的系统更少、更大的组件。 它会向 taskscheduler 提示，过度订阅可能是合理的。 可以通过过度订阅创建比可用硬件线程数更多的线程。 它还将提示任务计划程序：该任务需要附加线程，以使任务不阻塞本地线程池队列中其他线程或工作项的向前推动。 |
经过测试，可同时运行的任务数量的确可以超出可用线程数量。
测试如下：
没有设置 taskcreationoptions.longrunning 代码如下：
/// <summary>
/// 测试任务
/// 只运行了9个任务
/// </summary>
[testmethod]
public void testtask1()
{
var cts = new cancellationtokensource();
int maxworkerthreads = 0, maxcompletionportthreads = 0;
threadpool.getmaxthreads(out maxworkerthreads, out maxcompletionportthreads);
console.writeline($"最大可用辅助线程数目为{maxcompletionportthreads}，最大可用异步 i/o 线程数目为{maxcompletionportthreads}");
maxworkerthreads = 10;
maxcompletionportthreads = 10;
console.writeline(@"设置线程池中辅助线程的最大数目为{0}， 线程池中异步 i/o 线程的最大数目为{1}
同时运行30个长时运行线程，每个线程中运行一个同步方法，看是否30个线程是否都能运行。", maxworkerthreads, maxcompletionportthreads);
threadpool.setmaxthreads(10, 10);
threadpool.getmaxthreads(out maxworkerthreads, out maxcompletionportthreads);
console.writeline($"最大可用辅助线程数目为{maxcompletionportthreads}，最大可用异步 i/o 线程数目为{maxcompletionportthreads}");
int count = 0;
while (count++ < 30)
{
task.factory.startnew(p =>
{
int index = (int)p;
int runcount = 0;
longrunningtask($"线程{index}", runcount, cts.token);
}, count, cts.token, taskcreationoptions.none, taskscheduler.default);
}
task.delay(timespan.fromseconds(10)).wait(timespan.fromseconds(20)); // 等待超时，等待任务没有执行
cts.cancel();
}
/// <summary>
/// 长时运行任务
/// 递归运行
/// </summary>
/// <param name="taskname">任务名称</param>
/// <param name="runcount">运行次数</param>
/// <param name="token">传播有关取消操作的通知</param>
private void longrunningtask(string taskname, int runcount, cancellationtoken token)
{
printtask($"任务【{taskname}】线程id【{environment.currentmanagedthreadid}】第【{++runcount}】次运行").wait();
if (!token.iscancellationrequested)
longrunningtask(taskname, runcount, token);
}
/// <summary>
/// 异步打印任务 等待1秒后打印消息
/// </summary>
/// <param name="message">消息</param>
/// <returns></returns>
private task printtask(string message)
{
return task.factory.startnew(() =>
{
thread.sleep(1000);
console.writeline(message);
});
}
测试结果
测试用了20秒才完成
主线程创建了一个等待10秒后完成的任务，任务等待超时20秒
说明主程序创建的任务没有执行，而是等待超时了。
设置了 taskcreationoptions.longrunning 代码如下：
/// <summary>
/// 测试长时运行任务
/// 30个任务全部都运行了
/// </summary>
[testmethod]
public void testtasklongrunning()
{
var cts = new cancellationtokensource();
int maxworkerthreads = 0, maxcompletionportthreads = 0;
threadpool.getmaxthreads(out maxworkerthreads, out maxcompletionportthreads);
maxworkerthreads = 10;
maxcompletionportthreads = 10;
console.writeline($"最大可用辅助线程数目为{maxcompletionportthreads}，最大可用异步 i/o 线程数目为{maxcompletionportthreads}");
console.writeline(@"设置线程池中辅助线程的最大数目为{0}， 线程池中异步 i/o 线程的最大数目为{1}
同时运行30个长时运行线程，每个线程中运行一个同步方法，看是否30个线程是否都能运行。", maxworkerthreads, maxcompletionportthreads);
threadpool.setmaxthreads(10, 10);
threadpool.getmaxthreads(out maxworkerthreads, out maxcompletionportthreads);
console.writeline($"最大可用辅助线程数目为{maxcompletionportthreads}，最大可用异步 i/o 线程数目为{maxcompletionportthreads}");
int count = 0;
while (count++ < 30)
{
task.factory.startnew(p =>
{
int index = (int)p;
int runcount = 0;
longrunningtask($"线程{index}", runcount, cts.token);
}, count, cts.token, taskcreationoptions.longrunning, taskscheduler.default);
}
task.delay(timespan.fromseconds(10)).wait(timespan.fromseconds(20)); // 等待没有超时，等待任务有执行
cts.cancel();
}
测试结果：
测试用了10秒完成
主线程创建了一个等待10秒后完成的任务，任务等待超时20秒
说明主程序创建的任务立即执行了，程序等待了10秒完成。
使用taskcreationoptions.longrunning 需要注意的是action必须是同步方法同时运行任务书才能超出可以用线程数量，否则不能。
例如：
/// <summary>
/// 测试长时运行任务
/// 只运行了前9个任务
/// </summary>
[testmethod]
public void testtasklongrunning2()
{
var cts = new cancellationtokensource();
int maxworkerthreads = 0, maxcompletionportthreads = 0;
threadpool.getmaxthreads(out maxworkerthreads, out maxcompletionportthreads);
console.writeline($"最大可用辅助线程数目为{maxcompletionportthreads}，最大可用异步 i/o 线程数目为{maxcompletionportthreads}");
maxworkerthreads = 10;
maxcompletionportthreads = 10;
console.writeline(@"设置线程池中辅助线程的最大数目为{0}， 线程池中异步 i/o 线程的最大数目为{1}
同时运行30个长时运行线程，每个线程中运行一个异步方法，看是否30个线程是否都能运行。", maxworkerthreads, maxcompletionportthreads);
threadpool.setmaxthreads(10, 10);
threadpool.getmaxthreads(out maxworkerthreads, out maxcompletionportthreads);
console.writeline($"最大可用辅助线程数目为{maxcompletionportthreads}，最大可用异步 i/o 线程数目为{maxcompletionportthreads}");
int count = 0;
while (count++ < 30)
{
task.factory.startnew(async p =>
{
int index = (int)p;
int runcount = 0;
await longrunningtaskasync($"线程{index}", runcount, cts.token);
}, count, cts.token, taskcreationoptions.longrunning, taskscheduler.default);
}
task.delay(timespan.fromseconds(10)).wait(timespan.fromseconds(20)); // 等待没有超时，等待任务有执行
cts.cancel();
}
/// <summary>
/// 异步长时运行任务
/// </summary>
/// <param name="taskname">任务名称</param>
/// <param name="runcount">运行次数</param>
/// <param name="token">传播有关取消操作的通知</param>
/// <returns></returns>
private async task longrunningtaskasync(string taskname, int runcount, cancellationtoken token)
{
await printtask($"任务【{taskname}】线程id【{environment.currentmanagedthreadid}】第【{++runcount}】次运行");
if (!token.iscancellationrequested)
await longrunningtaskasync(taskname, runcount, token);
}
测试结果
测试用了10秒完成
主线程创建了一个等待10秒后完成的任务，任务等待超时20秒
说明主程序创建的任务立即执行了，程序等待了10秒完成。
websocket修改后的监听方法：
/// <summary>
/// 监听端口 创建websocket
/// </summary>
/// <param name="httplistener"></param>
private void createwebsocket(httplistener httplistener)
{
if (!httplistener.islistening)
throw new exception("httplistener未启动");
httplistenercontext listenercontext = httplistener.getcontext();
if (!listenercontext.request.iswebsocketrequest)
{
createwebsocket(httplistener);
return;
}
websocketcontext websocket = null;
try
{
websocket = new websocketcontext(listenercontext, subprotocol);
}
catch (exception ex)
{
log.error(ex);
createwebsocket(httplistener);
return;
}
log.info($"成功创建websocket：{websocket.id}");
int workerthreads = 0, completionportthreads = 0;
threadpool.getavailablethreads(out workerthreads, out completionportthreads);
if (onreceivemessage != null)
websocket.onreceivemessage += onreceivemessage;
websocket.onclosewebsocket += websocket_onclosewebsocket;
task.factory.startnew(() =>
{
websocket.receivemessage();
}, cancellationtoken, taskcreationoptions.longrunning, taskscheduler.default);
createwebsocket(httplistener);
}
修改后的websocket服务可以监听超过可用线程数量的客户端
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