TPL 数据流块消耗所有可用内存
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【中文标题】TPL 数据流块消耗所有可用内存【英文标题】:TPL Dataflow block consumes all available memory 【发布时间】:2015-09-08 18:23:02 【问题描述】:我有一个TransformManyBlock
,其设计如下:
我在一个巨大的文件 (61GB) 上运行这个块,该文件太大而无法放入 RAM。为了避免无限的内存增长,我已将此块和所有下游块的BoundedCapacity
设置为非常低的值(例如 1)。尽管如此,该块显然会贪婪地迭代 IEnumerable,这会消耗计算机上的所有可用内存,从而使每个进程都停止。块的 OutputCount 继续无限制地上升,直到我终止进程。
我能做些什么来防止块以这种方式消耗IEnumerable
?
编辑:这是一个说明问题的示例程序:
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Threading;
using System.Threading.Tasks;
using System.Threading.Tasks.Dataflow;
class Program
static IEnumerable<string> GetSequence(char c)
for (var i = 0; i < 1024 * 1024; ++i)
yield return new string(c, 1024 * 1024);
static void Main(string[] args)
var options = new ExecutionDataflowBlockOptions() BoundedCapacity = 1 ;
var firstBlock = new TransformManyBlock<char, string>(c => GetSequence(c), options);
var secondBlock = new ActionBlock<string>(str =>
Console.WriteLine(str.Substring(0, 10));
Thread.Sleep(1000);
, options);
firstBlock.LinkTo(secondBlock);
firstBlock.Completion.ContinueWith(task =>
if (task.IsFaulted) ((IDataflowBlock) secondBlock).Fault(task.Exception);
else secondBlock.Complete();
);
firstBlock.Post('A');
firstBlock.Complete();
for (; ; )
Console.WriteLine("OutputCount: 0", firstBlock.OutputCount);
Thread.Sleep(3000);
如果您使用的是 64 位机器,请确保清除 Visual Studio 中的“首选 32 位”选项。我的计算机上有 16GB 的 RAM,这个程序会立即消耗所有可用的字节。
【问题讨论】:
好吧 TBH:我没时间在这里和你争论——祝你好运 如果您仔细阅读该部分的其余部分,您会发现它并没有像您想象的那样工作 - 您的firstBlock
总是提供它可以产生的一切 - 如果您绑定第二个它只会拒绝第二个输入并稍后获取它
【参考方案1】:
您似乎误解了 TPL 数据流的工作原理。
BoundedCapacity
限制您可以发布到块中的项目数量。在您的情况下,这意味着单个char
进入TransformManyBlock
和单个string
进入ActionBlock
。
因此,您将单个项目发布到TransformManyBlock
,然后返回1024*1024
字符串并尝试将它们传递给ActionBlock
,它一次只接受一个。其余的字符串只会放在TransformManyBlock
的输出队列中。
您可能想要做的是创建一个块并在达到容量时通过等待(同步或其他方式)以流式方式将项目发布到其中:
private static void Main()
MainAsync().Wait();
private static async Task MainAsync()
var block = new ActionBlock<string>(async item =>
Console.WriteLine(item.Substring(0, 10));
await Task.Delay(1000);
, new ExecutionDataflowBlockOptions BoundedCapacity = 1 );
foreach (var item in GetSequence('A'))
await block.SendAsync(item);
block.Complete();
await block.Completion;
【讨论】:
谢谢。我最终创建了一个封装源 ActionBlock 和目标 BufferBlock 的新块。操作块按照您的建议使用 SendAsync 来填充缓冲区。对外界来说,它的行为就像一个具有我想要的行为的 TransformManyBlock。 @brianberns:对不起,如果这是一个愚蠢的问题,但是“await block.SendAsync(item)”和“block.Post(item)”有什么区别? @Bugmaster 这根本不是一个愚蠢的问题:***.com/a/13605979/885318 @i3arnon:谢谢,我没有意识到 Post() 无论如何都会立即返回,我认为它会阻塞直到消息被消费。哎呀!【参考方案2】:似乎要创建一个输出有界的TransformManyBlock
,需要三个内部块:
-
一个
TransformBlock
接收输入并产生IEnumerable
s,可能并行运行。
一个非并行的ActionBlock
枚举产生的IEnumerable
s,并传播最终结果。
一个BufferBlock
存储最终结果,尊重理想的BoundedCapacity
。
稍微棘手的部分是如何传播第二个块的完成,因为它不直接链接到第三个块。在下面的实现中,方法PropagateCompletion
是根据库的source code写的。
public static IPropagatorBlock<TInput, TOutput>
CreateOutputBoundedTransformManyBlock<TInput, TOutput>(
Func<TInput, Task<IEnumerable<TOutput>>> transform,
ExecutionDataflowBlockOptions dataflowBlockOptions)
if (transform == null) throw new ArgumentNullException(nameof(transform));
if (dataflowBlockOptions == null)
throw new ArgumentNullException(nameof(dataflowBlockOptions));
var input = new TransformBlock<TInput, IEnumerable<TOutput>>(transform,
dataflowBlockOptions);
var output = new BufferBlock<TOutput>(dataflowBlockOptions);
var middle = new ActionBlock<IEnumerable<TOutput>>(async results =>
if (results == null) return;
foreach (var result in results)
var accepted = await output.SendAsync(result).ConfigureAwait(false);
if (!accepted) break; // If one is rejected, the rest will be rejected too
, new ExecutionDataflowBlockOptions()
MaxDegreeOfParallelism = 1,
BoundedCapacity = dataflowBlockOptions.MaxDegreeOfParallelism,
CancellationToken = dataflowBlockOptions.CancellationToken,
SingleProducerConstrained = true,
);
input.LinkTo(middle, new DataflowLinkOptions() PropagateCompletion = true );
PropagateCompletion(middle, output);
return DataflowBlock.Encapsulate(input, output);
async void PropagateCompletion(IDataflowBlock source, IDataflowBlock target)
try
await source.Completion.ConfigureAwait(false);
catch
var exception = source.Completion.IsFaulted ? source.Completion.Exception : null;
if (exception != null) target.Fault(exception); else target.Complete();
// Overload with synchronous delegate
public static IPropagatorBlock<TInput, TOutput>
CreateOutputBoundedTransformManyBlock<TInput, TOutput>(
Func<TInput, IEnumerable<TOutput>> transform,
ExecutionDataflowBlockOptions dataflowBlockOptions)
return CreateOutputBoundedTransformManyBlock<TInput, TOutput>(
item => Task.FromResult(transform(item)), dataflowBlockOptions);
使用示例:
var firstBlock = CreateOutputBoundedTransformManyBlock<char, string>(
c => GetSequence(c), options);
【讨论】:
【参考方案3】:如果管道的输出比率低于发布比率,消息将在管道上累积,直到内存耗尽或达到某个队列限制。 如果消息的大小很大,进程很快就会出现内存不足的情况。
如果队列已经有一条消息,将BoundedCapacity
设置为 1 将导致消息被队列拒绝。例如,在批处理等情况下,这不是所需的行为。查看此post 以获得见解。
这个工作测试说明了我的观点:
//Change BoundedCapacity to +1 to see it fail
[TestMethod]
public void ***()
var total = 1000;
var processed = 0;
var block = new ActionBlock<int>(
(messageUnit) =>
Thread.Sleep(10);
Trace.WriteLine($"messageUnit");
processed++;
,
new ExecutionDataflowBlockOptions() BoundedCapacity = -1
);
for (int i = 0; i < total; i++)
var result = block.SendAsync(i);
Assert.IsTrue(result.IsCompleted, $"failed for i");
block.Complete();
block.Completion.Wait();
Assert.AreEqual(total, processed);
所以我的方法是限制帖子,这样管道就不会在队列中积累太多消息。
下面是一个简单的方法。 这样数据流会保持全速处理消息,但不会累积消息,这样做可以避免过多的内存消耗。
//Should be adjusted for specific use.
public void postAssync(Message message)
while (totalPending = block1.InputCount + ... + blockn.InputCount> 100)
Thread.Sleep(200);
//Note: if allocating huge quantities for of memory for each message the Garbage collector may keep up with the pace.
//This is the perfect place to force garbage collector to release memory.
block1.SendAssync(message)
【讨论】:
以上是关于TPL 数据流块消耗所有可用内存的主要内容,如果未能解决你的问题,请参考以下文章