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C#教程之TaskCreationOptions.LongRunning 运行比可用线程
最近在学WebSocket，服务端需要监听多个WebSocket客户端发送的消息。
开始的解决方法是每个WebSocket客户端都添加一个线程进行监听，代码如下：
/// <summary> /// 监听端口 创建WebSocket /// </summary> /// <param name="httpListener"></param> private void CreateWebSocket(HttpListener httpListener) { if (!httpListener.IsListening) throw new Exception("HttpListener未启动"); HttpListenerContext listenerContext = httpListener.GetContextAsync().Result; if (!listenerContext.Request.IsWebSocketRequest) { CreateWebSocket(httpListener); return; } WebSocketContext webSocket = null; try { webSocket = new WebSocketContext(listenerContext, SubProtocol); } catch (Exception ex) { log.Error(ex); CreateWebSocket(HttpListener); return; } log.Info($"成功创建WebSocket：{webSocket.ID}"); int workerThreads = 0, completionPortThreads = 0; ThreadPool.GetAvailableThreads(out workerThreads, out completionPortThreads); if (workerThreads <= ReservedThreadsCount + 1 || completionPortThreads <= ReservedThreadsCount + 1) { /** * 可用线程小于预留线程数量 * 通知客户端关闭连接 * */ webSocket.CloseAsync(WebSocketCloseStatus.InternalServerError, "可用线程不足，无法连接").Wait(); } else { if (OnReceiveMessage != null) webSocket.OnReceiveMessage += OnReceiveMessage; webSocket.OnCloseWebSocket += WebSocket_OnCloseWebSocket; webSocketContexts.Add(webSocket); // 在线程中监听客户端发送的消息 ThreadPool.QueueUserWorkItem(new WaitCallback(p => { (p as WebSocketContext).ReceiveMessageAsync().Wait(); }), webSocket); } CreateWebSocket(HttpListener); }
但是可用线程数量是有限的，先连接的客户端一直递归接收消息，导致线程无限占用，后连接上的客户端就没有线程用于监听接受消息了。
接受消息方法如下：
/// <summary> /// 递归 同步接收消息 /// </summary> /// <returns></returns> public void ReceiveMessage() { WebSocket webSocket = HttpListenerWebSocketContext.WebSocket; if (webSocket.State != WebSocketState.Open) throw new Exception("Http未握手成功，不能接受消息！"); var byteBuffer = WebSocket.CreateServerBuffer(ReceiveBufferSize); WebSocketReceiveResult receiveResult = null; try { receiveResult = webSocket.ReceiveAsync(byteBuffer, cancellationToken).Result; } catch (WebSocketException ex) { if (ex.InnerException is HttpListenerException) { log.Error(ex); CloseAsync(WebSocketCloseStatus.ProtocolError, "客户端断开连接" + ex.Message).Wait(TimeSpan.FromSeconds(20)); return; } else { log.Error(ex); CloseAsync(WebSocketCloseStatus.ProtocolError, "WebSocket 连接异常" + ex.Message).Wait(TimeSpan.FromSeconds(20)); return; } } catch (Exception ex) { log.Error(ex); CloseAsync(WebSocketCloseStatus.ProtocolError, "客户端断开连接" + ex.Message).Wait(TimeSpan.FromSeconds(20)); return; } if (receiveResult.CloseStatus.HasValue) { log.Info("接受到关闭消息！"); CloseAsync(receiveResult.CloseStatus.Value, receiveResult.CloseStatusDescription).Wait(TimeSpan.FromSeconds(20)); return; } byte[] bytes = new byte[receiveResult.Count]; Array.Copy(byteBuffer.Array, bytes, bytes.Length); string message = Encoding.GetString(bytes); log.Info($"{ID}接收到消息：{message}"); if (OnReceiveMessage != null) OnReceiveMessage.Invoke(this, message); if (!cancellationToken.IsCancellationRequested) ReceiveMessage(); }
这是不能接受的。
后来在Task中看到，在创建Task时可以设置TaskCreationOptions参数
该枚举有个字段LongRunning
| LongRunning | 2 |
指定任务将是长时间运行的、粗粒度的操作，涉及比细化的系统更少、更大的组件。 它会向 TaskScheduler 提示，过度订阅可能是合理的。 可以通过过度订阅创建比可用硬件线程数更多的线程。 它还将提示任务计划程序：该任务需要附加线程，以使任务不阻塞本地线程池队列中其他线程或工作项的向前推动。 |
经过测试，可同时运行的任务数量的确可以超出可用线程数量。
测试如下：
没有设置 TaskCreationOptions.LongRunning 代码如下：
/// <summary>
/// 测试任务
/// 只运行了9个任务
/// </summary>
[TestMethod]
public void TestTask1()
{
var cts = new CancellationTokenSource();
int MaxWorkerThreads = 0, MaxCompletionPortThreads = 0;
ThreadPool.GetMaxThreads(out MaxWorkerThreads, out MaxCompletionPortThreads);
Console.WriteLine($"最大可用辅助线程数目为{MaxCompletionPortThreads}，最大可用异步 I/O 线程数目为{MaxCompletionPortThreads}");
MaxWorkerThreads = 10;
MaxCompletionPortThreads = 10;
Console.WriteLine(@"设置线程池中辅助线程的最大数目为{0}， 线程池中异步 I/O 线程的最大数目为{1}
同时运行30个长时运行线程，每个线程中运行一个同步方法，看是否30个线程是否都能运行。", MaxWorkerThreads, MaxCompletionPortThreads);
ThreadPool.SetMaxThreads(10, 10);
ThreadPool.GetMaxThreads(out MaxWorkerThreads, out MaxCompletionPortThreads);
Console.WriteLine($"最大可用辅助线程数目为{MaxCompletionPortThreads}，最大可用异步 I/O 线程数目为{MaxCompletionPortThreads}");
int count = 0;
while (count++ < 30)
{
Task.Factory.StartNew(p =>
{
int index = (int)p;
int runCount = 0;
LongRunningTask($"线程{index}", runCount, cts.Token);
}, count, cts.Token, TaskCreationOptions.None, TaskScheduler.Default);
}
Task.Delay(TimeSpan.FromSeconds(10)).Wait(TimeSpan.FromSeconds(20)); // 等待超时，等待任务没有执行
cts.Cancel();
}
/// <summary>
/// 长时运行任务
/// 递归运行
/// </summary>
/// <param name="taskName">任务名称</param>
/// <param name="runCount">运行次数</param>
/// <param name="token">传播有关取消操作的通知</param>
private void LongRunningTask(string taskName, int runCount, CancellationToken token)
{
PrintTask($"任务【{taskName}】线程ID【{Environment.CurrentManagedThreadId}】第【{++runCount}】次运行").Wait();
if (!token.IsCancellationRequested)
LongRunningTask(taskName, runCount, token);
}
/// <summary>
/// 异步打印任务 等待1秒后打印消息
/// </summary>
/// <param name="message">消息</param>
/// <returns></returns>
private Task PrintTask(string message)
{
return Task.Factory.StartNew(() =>
{
Thread.Sleep(1000);
Console.WriteLine(message);
});
}
测试结果
测试用了20秒才完成
主线程创建了一个等待10秒后完成的任务，任务等待超时20秒
说明主程序创建的任务没有执行，而是等待超时了。
设置了 TaskCreationOptions.LongRunning 代码如下：
/// <summary>
/// 测试长时运行任务
/// 30个任务全部都运行了
/// </summary>
[TestMethod]
public void TestTaskLongRunning()
{
var cts = new CancellationTokenSource();
int MaxWorkerThreads = 0, MaxCompletionPortThreads = 0;
ThreadPool.GetMaxThreads(out MaxWorkerThreads, out MaxCompletionPortThreads);
MaxWorkerThreads = 10;
MaxCompletionPortThreads = 10;
Console.WriteLine($"最大可用辅助线程数目为{MaxCompletionPortThreads}，最大可用异步 I/O 线程数目为{MaxCompletionPortThreads}");
Console.WriteLine(@"设置线程池中辅助线程的最大数目为{0}， 线程池中异步 I/O 线程的最大数目为{1}
同时运行30个长时运行线程，每个线程中运行一个同步方法，看是否30个线程是否都能运行。", MaxWorkerThreads, MaxCompletionPortThreads);
ThreadPool.SetMaxThreads(10, 10);
ThreadPool.GetMaxThreads(out MaxWorkerThreads, out MaxCompletionPortThreads);
Console.WriteLine($"最大可用辅助线程数目为{MaxCompletionPortThreads}，最大可用异步 I/O 线程数目为{MaxCompletionPortThreads}");
int count = 0;
while (count++ < 30)
{
Task.Factory.StartNew(p =>
{
int index = (int)p;
int runCount = 0;
LongRunningTask($"线程{index}", runCount, cts.Token);
}, count, cts.Token, TaskCreationOptions.LongRunning, TaskScheduler.Default);
}
Task.Delay(TimeSpan.FromSeconds(10)).Wait(TimeSpan.FromSeconds(20)); // 等待没有超时，等待任务有执行
cts.Cancel();
}
测试结果：
测试用了10秒完成
主线程创建了一个等待10秒后完成的任务，任务等待超时20秒
说明主程序创建的任务立即执行了，程序等待了10秒完成。
使用TaskCreationOptions.LongRunning 需要注意的是Action必须是同步方法同时运行任务书才能超出可以用线程数量，否则不能。
例如：
/// <summary>
/// 测试长时运行任务
/// 只运行了前9个任务
/// </summary>
[TestMethod]
public void TestTaskLongRunning2()
{
var cts = new CancellationTokenSource();
int MaxWorkerThreads = 0, MaxCompletionPortThreads = 0;
ThreadPool.GetMaxThreads(out MaxWorkerThreads, out MaxCompletionPortThreads);
Console.WriteLine($"最大可用辅助线程数目为{MaxCompletionPortThreads}，最大可用异步 I/O 线程数目为{MaxCompletionPortThreads}");
MaxWorkerThreads = 10;
MaxCompletionPortThreads = 10;
Console.WriteLine(@"设置线程池中辅助线程的最大数目为{0}， 线程池中异步 I/O 线程的最大数目为{1}
同时运行30个长时运行线程，每个线程中运行一个异步方法，看是否30个线程是否都能运行。", MaxWorkerThreads, MaxCompletionPortThreads);
ThreadPool.SetMaxThreads(10, 10);
ThreadPool.GetMaxThreads(out MaxWorkerThreads, out MaxCompletionPortThreads);
Console.WriteLine($"最大可用辅助线程数目为{MaxCompletionPortThreads}，最大可用异步 I/O 线程数目为{MaxCompletionPortThreads}");
int count = 0;
while (count++ < 30)
{
Task.Factory.StartNew(async p =>
{
int index = (int)p;
int runCount = 0;
await LongRunningTaskAsync($"线程{index}", runCount, cts.Token);
}, count, cts.Token, TaskCreationOptions.LongRunning, TaskScheduler.Default);
}
Task.Delay(TimeSpan.FromSeconds(10)).Wait(TimeSpan.FromSeconds(20)); // 等待没有超时，等待任务有执行
cts.Cancel();
}
/// <summary>
/// 异步长时运行任务
/// </summary>
/// <param name="taskName">任务名称</param>
/// <param name="runCount">运行次数</param>
/// <param name="token">传播有关取消操作的通知</param>
/// <returns></returns>
private async Task LongRunningTaskAsync(string taskName, int runCount, CancellationToken token)
{
await PrintTask($"任务【{taskName}】线程ID【{Environment.CurrentManagedThreadId}】第【{++runCount}】次运行");
if (!token.IsCancellationRequested)
await LongRunningTaskAsync(taskName, runCount, token);
}
测试结果
测试用了10秒完成
主线程创建了一个等待10秒后完成的任务，任务等待超时20秒
说明主程序创建的任务立即执行了，程序等待了10秒完成。
WebSocket修改后的监听方法：
/// <summary>
/// 监听端口 创建WebSocket
/// </summary>
/// <param name="httpListener"></param>
private void CreateWebSocket(HttpListener httpListener)
{
if (!httpListener.IsListening)
throw new Exception("HttpListener未启动");
HttpListenerContext listenerContext = httpListener.GetContext();
if (!listenerContext.Request.IsWebSocketRequest)
{
CreateWebSocket(httpListener);
return;
}
WebSocketContext webSocket = null;
try
{
webSocket = new WebSocketContext(listenerContext, SubProtocol);
}
catch (Exception ex)
{
log.Error(ex);
CreateWebSocket(HttpListener);
return;
}
log.Info($"成功创建WebSocket：{webSocket.ID}");
int workerThreads = 0, completionPortThreads = 0;
ThreadPool.GetAvailableThreads(out workerThreads, out completionPortThreads);
if (OnReceiveMessage != null)
webSocket.OnReceiveMessage += OnReceiveMessage;
webSocket.OnCloseWebSocket += WebSocket_OnCloseWebSocket;
Task.Factory.StartNew(() =>
{
webSocket.ReceiveMessage();
}, cancellationToken, TaskCreationOptions.LongRunning, TaskScheduler.Default);
CreateWebSocket(HttpListener);
}
修改后的WebSocket服务可以监听超过可用线程数量的客户端
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