8天玩转并行开发——第七天 简要分析任务与线程池

Posted 2022-01-02 jeely

       其实说到上一篇，我们要说的task的知识也说的差不多了，这一篇我们开始站在理论上了解下“线程池”和“任务”之间的关系，不管是

说线程还是任务，我们都不可避免的要讨论下线程池，然而在.net 4.0以后，线程池引擎考虑了未来的扩展性，已经充分利用多核微处理器

架构，只要在可能的情况下，我们应该尽量使用task，而不是线程池。

 

首先看一下task的结构

从图中我们可以看出Task.Factory.StartNew()貌似等同于用ThreadPool.QueueUserWorkItem()创建，但是请注意，我是用TPL的形式

使用线程池，要知道task出现以后，一直标榜着以更少的工作量，更低的性能消耗来PK原始线程。

 

     这里简要的分析下CLR线程池，其实线程池中有一个叫做“全局队列”的概念，每一次我们使用QueueUserWorkItem的使用都会产生一个

“工作项”，然后“工作项”进入“全局队列”进行排队，最后线程池中的的工作线程以FIFO的形式取出，效果图类似如下:

这里要值得一提的是，在.net 4.0之后“全局队列”采用了无锁算法，相比以前版本锁定“全局队列”带来的性能瓶颈有了很大的改观。那么任务

委托的线程池不光有“全局队列”，而且每一个工作线程都有”局部队列“，效果图如下

我们的第一反应肯定就是“局部队列“有什么好处，可以考虑这样的情况，当我们new一个task的时候“工作项”就会进去”全局队列”，如果我们的

task执行的非常快，那么“全局队列“就会FIFO的非常频繁，那么有什么办法缓解呢？当我们的task在嵌套的场景下，“局部队列”就要产生效果了，

比如我们一个task里面有3个task，那么这3个task就会存在于“局部队列”中。

 1   class Program
 2     
 3         static void Main(string[] args)
 4         
 5             var task = Task.Factory.StartNew(() =>
 6             
 7                 var task1 = Task.Factory.StartNew(Run1);
 8                 var task2 = Task.Factory.StartNew(Run2);
 9                 var task3 = Task.Factory.StartNew(Run3);
10 
11                 Task.WaitAll(new Task[]  task1, task2, task3 );
12             );
13 
14             Console.Read();
15         
16 
17         public static void Run1()  Thread.Sleep(100000); 
18 
19         public static void Run2()  Thread.Sleep(100000); 
20 
21         public static void Run3()  Thread.Sleep(100000); 
22     

从图中可以看到，其实“局部队列“起到了一个分流的作用，也叫做”任务内联化“，”局部队列“采用的是”LIFO"的形式，其实这样的形式也是

为了提升性能之用，因为Run3送到“局部队列”中时可能还存在CPU的高速缓存中，所以从“局部队列”中取出来相对来说更快一点，最后的效

果就是Run3要理论上优先于Run2，Run1先执行。

     现在我们再来考虑这样一种情况，比如有两个人，一个人干完了分配给自己的所有活，而另一个人却还有很多的活，从人情上说，闲的人应

该接手点忙的人的活，同样，对应图中“线程2“跑完了“局部队列”中的所有任务，并且同时发现”全局队列“中已经没有可以跑的”任务“了，然而

“线程1”里面还有Run1，Run2，Run3，那么此时“线程2”采用“FIFO”的形式窃取“线程1”里面的任务。

    从上面种种情况我们看到，这些分流和负载都是普通ThreadPool.QueueUserWorkItem所不能办到的，所以说在.net 4.0之后，我们

尽可能的使用TPL，抛弃ThreadPool。