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《CLR via C#》之线程处理——任务调度器

《CLR via C#》之线程基础——任务调度器

《CLR via C#》之线程基础——任务调度器
线程池任务调度器
设置线程池限制
如何管理工作者线程
同步上下文任务调度器
自定义TaskScheduler派生类

FCL提供了两个派生子TaskScheduler的类型:线程池任务调度器(thread pool task scheduler),和同步上下文任务调度器(synchronization context task scheduler)。默认情况下都使用线程池任务调度器。

线程池任务调度器

通过TaskScheduler的静态Default属性获得默认任务调度器的引用。

设置线程池限制

线程池永远不应该设置最大线程数,因为可能发生饥饿。虽然CLR提供了相关函数——ThreadPool静态方法(强烈不建议调用):GetMaxThreads,SetMaxThreads,GetMinThreads,SetMinThreads和GetAvailableThreads。
CLR线程数的默认值大约是1000个线程,基本可以认为是无限制。因为在32位进程最大用户空间为2GB,加载完Win32和CLR等DLLs后,大约剩余1.5GB地址空间。每个线程都需要超过1MB的内存(用户模式栈,线程环境块TEB),所以最多大约有1360个线程。试图创建更多会抛出OutOfMemoryException。64位的进程提供8TB地址空间,理论上可以创建千百万个线程。

如何管理工作者线程

技术分享

  • ThreadPool.QueueUserWorkItem方法和Timer类
    总是将工作项放到全局队列中。采用先入先出(FIFO)策略来由工作者线程处理这个队列。防止多个工作者线程同时从全局队列取工作项,增加了一个线程同步锁(有时会成为性能瓶颈)。
  • 默认TaskScheduler来调度Task对象
    非工作者线程调度Task时,总是将它添加到全局队列。工作者线程调度Task时,将它添加到本地队列。
    工作者线程获取Task步骤如下:
    • 首先从本地队列查找一个Task,以后入先出(LIFO)算法。由于工作者线程是唯一访问本地队列头的线程,所以无需同步锁。
    • 如果本地队列空了,会尝试从另一个工作者线程的本地队列尾部“偷”一个Task,这个过程要求一个线程同步锁。
    • 如果所有的本地队列都空了,那么工作者线程会使用FIFO算法,从全局队列提取一个工作项。如果全局队列也空了,那么工作者线程会进入睡眠状态,等待事情发生,如果睡眠时间太长,会自己醒了,并销毁自身以释放线程占用的资源。

同步上下文任务调度器

同步上下文任务调度器适合提供图形用户界面的应用程序。比如Form,WPF,Silverlight和Windows Store。它将所有任务都调度给GUI线程,使任务代码更新UI组件。通过执行TaskScheduler的静态方法FormCurrentSynchronizeContext来获得同步上下文任务调度器的引用。

  1. internal sealed class MyForm : Form
  2. {
  3. private readonly TaskScheduler m_syncContextTaskScheduler;
  4. public MyForm()
  5. {
  6. // 获得一个同步上下文任务调度器的引用
  7. m_syncContextTaskScheduler = TaskScheduler.FromCurrentSynchronizationContext();
  8. Text = "Synchronization Context Task Scheduler Demo";
  9. Visible = true; Width = 600; Height = 100;
  10. }
  11. private CancellationTokenSource m_cts;
  12. protected override void OnMouseClick(MouseEventArgs e)
  13. {
  14. if (m_cts != null)
  15. { // An operation is in flight, cancel it
  16. m_cts.Cancel(); 712 PART V Threading
  17. m_cts = null;
  18. }
  19. else
  20. { // 操作正则进行,取消它
  21. Text = "Operation running";
  22. m_cts = new CancellationTokenSource();
  23. // 默认任务调度器调度的Task,在线程池执行
  24. Task<Int32> t = Task.Run(() => Sum(m_cts.Token, 20000), m_cts.Token);
  25. // 下面的任务使用同步上下文任务调度器,在GUI线程上执行
  26. t.ContinueWith(task => Text = "Result: " + task.Result,
  27. CancellationToken.None, TaskContinuationOptions.OnlyOnRanToCompletion,
  28. m_syncContextTaskScheduler);
  29. t.ContinueWith(task => Text = "Operation canceled",
  30. CancellationToken.None, TaskContinuationOptions.OnlyOnCanceled,
  31. m_syncContextTaskScheduler);
  32. t.ContinueWith(task => Text = "Operation faulted",
  33. CancellationToken.None, TaskContinuationOptions.OnlyOnFaulted,
  34. m_syncContextTaskScheduler);
  35. }
  36. base.OnMouseClick(e);
  37. }
  38. }

自定义TaskScheduler派生类

微软在Parallel Extensions Extras包中提供了大量和任务相关的示例代码,比如:

  • IOTaskScheduler
    将任务排队给线程池的I/O线程而不是工作者线程。
  • LimitedConcurrencyLevelTaskScheduler
    这个任务调度器不允许超过n(一个构造器参数)个任务同时执行
  • OrderedTaskScheduler
    派生自LimitedConcurrencyLevelScheduler,n为1。
  • ThreadPerTaskScheduler
    为每个任务 创建单独的线程,不使用线程池。
  • PrioritizingTaskScheduler
    调用Prioritize指出一个Task在所有普通任务之前处理,Deprioritize相反。
    技术分享


来自为知笔记(Wiz)


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