如何在 C# 中运行可变数量的并发参数化无限循环类型的线程？

Posted 2023-03-27

【中文标题】如何在 C# 中运行可变数量的并发参数化无限循环类型的线程？

【英文标题】：How do you run a variable number of concurrent parametrizable infinite loop type of threads in C#?

【发布时间】：2021-03-16 06:51:50

【问题描述】：

我正在创建我的第一个基于多线程 C#/.NET 的应用程序，它将在 Azure Service Fabric 集群上运行。正如标题所说，我希望运行可变数量的并发参数化无限循环类型的线程，这将利用 RunAsync 方法。

每个子线程看起来像这样：

        public async Task childThreadCall(...argument list...)
        
            while (true)
            
                try
                
                    //long running code
                    //do something useful here
                    //sleep for an independently parameterizable period, then wake up and repeat
                
                catch (Exception e)
                
                    //Exception Handling
                
            
        

在 RunAsync 方法中调用的此类子线程数量不定。我想做这样的事情：

        protected override async Task RunAsync(CancellationToken cancellationToken)
        
            try
            
                for (int i = 0; i < input.length; i++)
                
                    ThreadStart ts[i] = new ThreadStart(childThreadCall(...argument list...));
                    Thread tc[i] = new Thread(ts);
                    tc[i].Start();
                
            
            catch (Exception e)
            
                //Exception Handling
            
        

所以基本上每个子线程都独立于其他子线程运行，并且永远这样做。有可能做这样的事情吗？有人能指出我正确的方向吗？有什么需要注意的陷阱吗？

【问题讨论】：

除非您有特定的用例，否则我会避开 Thread 类

有多长？我们在谈论什么样的工作，是否受 I/O 限制？

@PeterBons 每个独立线程的工作基本上是查询一个 Azure Data Explorer 集群，等待结果，解析结果并将其存储在 Azure Blob Storage 中。然后等待预定义的时间间隔（比如 1-2 小时），然后重新启动此过程。这将永远持续下去，直到将应用部署到 Service Fabric 群集。请注意，每个线程的睡眠时间都是独立设置的。

@PeterBons 请注意，我不需要同步线程完成。一旦正确触发，每个人都可以完成自己的工作。

【参考方案1】：

RunAsync 方法在服务启动时被调用。所以是的，它可以用来做你想做的事。我建议使用任务，因为它们可以很好地与取消令牌配合使用。这是一个草稿：

protected override async Task RunAsync(CancellationToken cancellationToken)

    var tasks = new List<Task>();
    try
    
        for (int i = 0; i < input.length; i++)
        
            tasks.Add(MyTask(cancellationToken, i);
        
        
        await Task.WhenAll(tasks);
    
    catch (Exception e)
    
        //Exception Handling
    


public async Task MyTask(CancellationToken cancellationToken, int a)

    while (true)
    
        cancellationToken.ThrowIfCancellationRequested();

        try
        
            //long running code, if possible check for cancellation using the token
            //do something useful here
            await SomeUseFullTask(cancellationToken);
            
            //sleep for an independently parameterizable period, then wake up and repeat
            await Task.Delay(TimeSpan.FromHours(1), cancellationToken);
        
        catch (Exception e)
        
            //Exception Handling
        
    

关于陷阱，有一个很好的list 在使用任务时一般要考虑的事情。

请注意，任务最适合 I/O 密集型工作。如果您可以发布在长期运行过程中究竟做了什么，那么我可以改进答案以最适合您的用例。

尊重传递给 RunAsync 方法的取消令牌的重要一点，因为它表明服务即将停止。它让您有机会优雅地停止工作。来自the docs：

确保传递给 RunAsync(CancellationToken) 的 cancelToken 得到兑现，一旦收到信号，RunAsync(CancellationToken) 就会尽快正常退出。请注意，如果 RunAsync(CancellationToken) 已经完成了它的预期工作，它不需要等待 cancelToken 发出信号并且可以优雅地返回。

正如您在我的代码中看到的那样，我将 CancellationToken 传递给子方法，以便它们可以对可能的取消做出反应。在您的情况下，将因为无限循环而取消。

【讨论】：

请注意，将while (!cancellationToken.IsCancellationRequested) 与await Task.Delay(..., cancellationToken) 结合使用可能会导致取消行为不一致。当令牌被取消时，结果可能是异常的，也可能不是。我的观点是IsCancellationRequested 属性应该很少使用，如果有的话。应该改用ThrowIfCancellationRequested 方法，以确保取消始终是异常的。

@TheodorZoulias 是的，你是对的，最好扔。更新了我的答案。

如果您想确保每个MyTask 实例尽快启动，您可以考虑将await Task.Yield() 放在开头，否则执行将同步运行，直到第一次异步调用被击中。

@DanielLerps await Task.Yield() 仅在没有同步上下文的情况下执行您想要的操作。它这样做是偶然的，因为它是专门为在安装了同步上下文的环境中使用而设计的。出于这个原因，我认为这是一种 hack，我建议改用 Task.Run 方法，这是一种非上下文感知机制，用于将工作卸载到 ThreadPool。

@PeterBons 谢谢你的回答。它非常接近我的需要。不过，我有一个后续问题，如果说我有 20 个任务，但 SomeUseFullTask​​() 的并发性限制为 5 个。也就是说，SomeUseFullTask​​() 对一些有限的计算/IO 资源非常重，因此只有在它可以获取 5 个令牌之一时才需要启动。如果没有令牌，它会等到有令牌可用。有没有可能实现这样的事情？