CCR源码分析-CCR架构

CCR，并发与协调运行时(Concurrency and Coordination Runtime)。从名字里我们就可以知道，这个东东是用来简化并发程序设计的。为何要并发呢？因为我们有多个任务需要处理，如果能同时做就会充分利用硬件而减少处理的时间。自然的，CCR也是以“任务”为核心进行设计的，CCR中的代码也可以分为如下几个功能：描述任务、生成任务、调度任务和执行任务。

描述任务

对于计算机来说一个任务就是一段需要执行的代码，于是CCR有一个对任务的最抽象描述：ITask接口

任务被封装在ITask实例中，当CCR调度这个任务实例去执行之后，CCR会调用ITask.Execute方法来执行该任务。在ITask接口之下，派生出来各种各样的Task

本节讨论的是CCR的整体结构，后面我们会具体讨论这些classes。

 

生成任务

对于计算机来说，任务都是类似的：按给定的参数执行一个给定的方法。但是对于程序员来说，往往并非这么简单。从时序上来讲，任务可以分为这么几种情况：算法和参数都已经齐备的、已知算法等待参数的和已知参数等待算法的。对于第一种情况，直接使用Thread或者ThreadPool也可以很方便的解决问题，当然CCR也提供了相应的支持。对于后面两种情况，CCR使用了计算过程与参数分离描述的方法来解决。计算机的程序的作用就是处理流程相对固定的事务，往往计算逻辑是有限的而参数是变化无穷的。于是CCR将计算过程与参数分离开来，调用者不需要知道如何处理这些参数，甚至不需要知道是谁何时来进行处理，它只需要把要计算的数据发送到一个特定的地方即可，而这些数据会被可信赖的得以处理。当计算过程接收到适当的参数的时候，也就生成了任务。CCR中Port和PortSet类型就是这样的参数存储器。ReceiverTask及其子类则是封装计算过程的类型，Port可以被注册到相应的ReceiverTask中，当有其他用户向Port中投递元素时，就会生成任务并放入相应的DispatcherQueue中等待调度。

 

 

调度任务

需要执行的任务是有先来后到、轻重缓急的，同时计算机的CPU资源是有限度，每个核（包括超线程的逻辑核）在同一时间只能处理一个线程。这时候就需要进行一定的调度。为了充分利用CPU，自然是要使用多线程来执行任务。如果不使用CCR，我们也可以用.net内置的Thread和ThreadPool都可以用的并行任务调度，其中又数ThreadPool用起来比较简单，直接把要执行的方法丢进去就好了。但是这简单的背后也存在问题，虽然是解决了任务的先来后到，但是没办法分轻重缓急了，ThreadPool坚持认定CPU面前人人平等的原则，晚来的就是要侯着等先到底执行完。直接用Thread也有问题，就是无法很容易的控制线程的数量以及重用线程，而线程本身又是一个比较重型的资源，反反复复的创建和销毁很影响效率。为了解决这些问题CCR提出了自己的任务调度方案。DispatcherQueue。

DispatcherQueue本质上就是一个任务队列，它使得任务按照先来后到的顺序执行。但是你可以创建多个DispatcherQueue，比如把高优先级的任务放入一个队列，把普通优先级的放入另外一个，那么高优先级的任务不需要等待前面所有普通优先级任务都执行完毕才得到执行。

执行任务

Dispatcher是CCR的执行单元，也是一个线程池的实现。既然是线程池，那么就必然有它所要管理的工作线程，TaskExecutionWorker类封装了Dispatcher中工作线程所要执行的方法以及一些必要的处理。