将同步代码包装成异步调用

Posted 2023-03-07

【中文标题】将同步代码包装成异步调用

【英文标题】：Wrapping synchronous code into asynchronous call

【发布时间】：2014-02-19 19:59:30

【问题描述】：

我在 ASP.NET 应用程序中有一个方法，需要花费大量时间才能完成。在一个用户请求期间，对该方法的调用最多可能发生 3 次，具体取决于用户提供的缓存状态和参数。每次通话大约需要 1-2 秒才能完成。方法本身是对服务的同步调用，不可能重写实现。 所以对服务的同步调用如下所示：

public OutputModel Calculate(InputModel input)

    // do some stuff
    return Service.LongRunningCall(input);

并且方法的用法是（注意，方法的调用可能不止一次）：

private void MakeRequest()

    // a lot of other stuff: preparing requests, sending/processing other requests, etc.
    var myOutput = Calculate(myInput);
    // stuff again

我尝试从我这边更改实现以提供此方法的同步工作，这就是我到目前为止的结果。

public async Task<OutputModel> CalculateAsync(InputModel input)

    return await Task.Run(() =>
    
        return Calculate(input);
    );

用法（部分“做其他事情”代码与调用服务同时运行）：

private async Task MakeRequest()

    // do some stuff
    var task = CalculateAsync(myInput);
    // do other stuff
    var myOutput = await task;
    // some more stuff

我的问题如下。我是否使用正确的方法来加快 ASP.NET 应用程序中的执行速度，或者我是否在尝试异步运行同步代码做不必要的工作？谁能解释为什么第二种方法在 ASP.NET 中不是一个选项（如果它真的不是）？另外，如果这种方法适用，如果这是我们目前可能执行的唯一调用，我是否需要异步调用这种方法（我有这种情况，在等待完成时没有其他事情要做）？ 网上关于这个主题的大多数文章都涵盖了使用 async-await 方法和代码，它已经提供了 awaitable 方法，但这不是我的情况。 Here 是描述我的案例的好文章，它没有描述并行调用的情况，拒绝包装同步调用的选项，但我认为我的情况正是这样做的机会。 提前感谢您的帮助和提示。

【参考方案1】：

区分两种不同类型的并发非常重要。 异步并发是当你有多个异步操作在运行时（因为每个操作都是异步的，它们实际上都没有使用一个线程）。 并行并发是指您有多个线程，每个线程都执行单独的操作。

首先要做的是重新评估这个假设：

方法本身是对服务的同步调用，不可能重写实现。

如果您的“服务”是 web 服务或其他任何受 I/O 限制的服务，那么最好的解决方案是为其编写异步 API。

我将继续假设您的“服务”是一个 CPU 密集型操作，必须在与 Web 服务器相同的机器上执行。

如果是这样，那么接下来要评估的是另一个假设：

我需要更快地执行请求。

您确定这是您需要做的吗？您是否可以进行任何前端更改 - 例如，启动请求并允许用户在处理时执行其他工作？

我将继续假设是的，您确实需要使单个请求执行得更快。

在这种情况下，您需要在网络服务器上执行并行代码。通常绝对不建议这样做，因为并行代码将使用 ASP.NET 可能需要处理其他请求的线程，并且通过删除/添加线程，它将关闭 ASP.NET 线程池试探法。因此，此决定确实会对您的整个服务器产生影响。

当您在 ASP.NET 上使用并行代码时，您决定真正限制 Web 应用程序的可伸缩性。您还可能会看到相当多的线程流失，尤其是在您的请求是突发性的情况下。如果您知道同时用户的数量会非常低（即，不是公共服务器），我建议仅在 ASP.NET 上使用并行代码。

所以，如果您走到这一步，并且确定要在 ASP.NET 上进行并行处理，那么您有几个选择。

其中一种更简单的方法是使用Task.Run，与您现有的代码非常相似。但是，我不建议实现 CalculateAsync 方法，因为这意味着处理是异步的（事实并非如此）。相反，在调用时使用Task.Run：

private async Task MakeRequest()

  // do some stuff
  var task = Task.Run(() => Calculate(myInput));
  // do other stuff
  var myOutput = await task;
  // some more stuff

或者，如果它适用于您的代码，您可以使用Parallel 类型，即Parallel.For、Parallel.ForEach 或Parallel.Invoke。 Parallel 代码的优点是请求线程被用作并行线程之一，然后在线程上下文中恢复执行（上下文切换比 async 示例少）：

private void MakeRequest()

  Parallel.Invoke(() => Calculate(myInput1),
      () => Calculate(myInput2),
      () => Calculate(myInput3));

我完全不建议在 ASP.NET 上使用并行 LINQ (PLINQ)。

【讨论】：

非常感谢您的详细回答。我还想澄清一件事。当我使用Task.Run 开始执行时，内容在另一个线程中运行，该线程取自线程池。然后根本不需要将阻塞调用（例如我的对服务的调用）包装到Runs 中，因为它们将始终每个消耗一个线程，该线程将在方法执行期间被阻塞。在这种情况下，在我的情况下，async-await 留下的唯一好处是一次执行多个操作。如果我错了，请纠正我。

是的，您从Run（或Parallel）获得的唯一好处是并发性。这些操作仍然每个阻塞一个线程。既然你说服务是web服务，那么我不推荐使用Run或者Parallel；相反，为服务编写一个异步 API。

@StephenCleary。 “......因为每个操作都是异步的，它们实际上都没有使用线程......”谢谢！

@alltej：对于真正的异步代码，there is no thread。

@JoshuaFrank：不直接。根据定义，同步 API 后面的代码必须阻塞调用线程。您可以使用像 BeginGetResponse 这样的异步 API 并启动其中几个，然后（同步）阻塞直到所有这些都完成，但这种方法很棘手 - 请参阅 blog.stephencleary.com/2012/07/dont-block-on-async-code.html 和 @ 987654323@ 。如果可能的话，一直采用async 通常更容易、更简洁。

【参考方案2】：

我发现下面的代码可以将一个任务转换为始终异步运行

private static async Task<T> ForceAsync<T>(Func<Task<T>> func)

    await Task.Yield();
    return await func();

我已经以下列方式使用它

await ForceAsync(() => AsyncTaskWithNoAwaits())

这将异步执行任何Task，因此您可以将它们组合在WhenAll、WhenAny场景和其他用途中。

您也可以简单地将 Task.Yield() 添加为调用代码的第一行。

【参考方案3】：

这可能是你的情况下最简单的通用方法

return await new Task(
    new Action(
        delegate ()  
          // put your synchronous code here
        
    )
);

【讨论】：

不错，但为什么这个 3 级嵌套答案比 2014 年的答案更简单：var task = Task.Run(() => Calculate(myInput));？