自定义一个简单的Task调度器、任务循环调度器、TaskScheduler
前言:
自从接触异步(async await Task)操作后,始终都不明白,这个Task调度的问题。
接触Quartz.net已经很久了,只知道它实现了一套Task调度的方法,自己跟着Quartz.net源代码写了遍,调试后我算是明白了Task调度的一部分事( )。
春风来不远,只在屋东头。
理解Task运行,请参考大佬文章 https://www.cnblogs.com/artech/p/task_scheduling.html ,推荐大佬的书。
直到我看Quartz.net源代码中的任务调度 “QueuedTaskScheduler”,我才搞明白了,如何写一个简单的任务调度器,或者说线程如何执行代码,才不会造成死循环,CPU吃满等问题,下面代码有的直接从quartz.net copy过来的。
BlockingCollection类
微软文档 https://learn.microsoft.com/zh-cn/dotnet/standard/collections/thread-safe/blockingcollection-overview
个人博客,中文解释通俗易懂 https://www.cnblogs.com/gl1573/p/14595985.html
BlockingCollection 提供一个很重要的“阻塞”功能。
TaskScheduler类
TaskScheduler 直译过来:表示一个对象,该对象处理将任务排队到线程上的低级工作。
该类为抽象类,其真正意义在于“对Task任务的编排”
基于TaskScheduler类实现自定义的“Task队列调度器”
源代码,我的仓库 https://github.com/qiqiqiyaya/Learning-Case/tree/main/TaskScheduler/AspNet6TaskScheduler
1.定义一个存储Task的队列容器,使用BlockingCollection容器来添加Task,为什么使用BlockingCollection,后面会解释
/// <summary>The collection of tasks to be executed on our custom threads.</summary> private readonly BlockingCollection<Task> _blockingTaskQueue;
2.定义CancellationTokenSource变量,用于释放。通常就是调用 CancellationToken.ThrowIfCancellationRequested() ,抛出一个 “OperationCanceledException”的异常,使正在执行的Task任务停止。
3.创建Thread数组,用于存储创建出的Thread
/// <summary>The threads used by the scheduler to process work.</summary> private readonly Thread[] _threads;
4.自定义一个类QueuedTaskScheduler,继承 “TaskScheduler”,“IDisposable”
public class QueuedTaskScheduler: System.Threading.Tasks.TaskScheduler, IDisposable
实现构造函数
public QueuedTaskScheduler(int threadCount) { _threadCount = threadCount; _blockingTaskQueue = new BlockingCollection<Task>(); // create threads _threads = new Thread[threadCount]; for (int i = 0; i < threadCount; i++) { _threads[i] = new Thread(ThreadBasedDispatchLoop) { Priority = ThreadPriority.Normal, IsBackground = true, Name = $"threadName ({i})" }; } // start foreach (var thread in _threads) { thread.Start(); } }
在构造函数中创建,并启动“Thread”,构造函数接收一个“线程数量的参数”,控制开启的线程数。
Thread中实现的委托为“ThreadBasedDispatchLoop”,其表达意思是“基于循环的调度”。
5.重点来了,具体看下“ThreadBasedDispatchLoop”方法的实现
ThreadBasedDispatchLoop实现
/// <summary>The dispatch loop run by all threads in this scheduler.</summary> private void ThreadBasedDispatchLoop() { _taskProcessingThread.Value = true; try { // If a thread abort occurs, we'll try to reset it and continue running. while (true) { try { // For each task queued to the scheduler, try to execute it. foreach (var task in _blockingTaskQueue.GetConsumingEnumerable(_disposeCancellation.Token)) { TryExecuteTask(task); } } catch (ThreadAbortException) { // If we received a thread abort, and that thread abort was due to shutting down // or unloading, let it pass through. Otherwise, reset the abort so we can // continue processing work items. if (!Environment.HasShutdownStarted && !AppDomain.CurrentDomain.IsFinalizingForUnload()) { #pragma warning disable SYSLIB0006 Thread.ResetAbort(); #pragma warning restore SYSLIB0006 } } } } catch (OperationCanceledException) { // If the scheduler is disposed, the cancellation token will be set and // we'll receive an OperationCanceledException. That OCE should not crash the process. } finally { _taskProcessingThread.Value = false; } }
在外层套一层try catch捕获 CancellationTokenSource 变量,取消操作(CancellationTokenSource.Cancel())产生的异常,并且忽略该异常。
其中使用while(true),无限循环执行,?????奇了怪了,为什么以前写代码时,while(true)写了,会直接把CPU吃满,程序搞奔溃呢????
关键点就在于
当_blockingTaskQueue.GetConsumingEnumerable(_disposeCancellation.Token)执行时,如果_blockingTaskQueue容器中没有元素时,执行就会被“阻塞”,这种阻塞不会造成或者造成很小的资源浪费。
当_blockingTaskQueue有值时,阻塞就会停止,_blockingTaskQueue.GetConsumingEnumerable(_disposeCancellation.Token)执行,返回一个Task对象,然后开始执行 TryExecuteTask(task) ,执行Task。
6.继承 “TaskScheduler”后需要实现的几个方法
GetScheduledTasks
protected override IEnumerable<Task>? GetScheduledTasks() { return _blockingTaskQueue.ToList(); }
GetScheduledTasks 返回需要被调度的 Tasks
QueueTask
protected override void QueueTask(Task task) { // QueuedTaskScheduler 释放时,禁止向队列中添加Task if (_disposeCancellation.IsCancellationRequested) { throw new ObjectDisposedException(GetType().Name); } _blockingTaskQueue.Add(task); }
QueueTask 将排队等候的Task加入到 “_blockingTaskQueue”队列变量中
TryExecuteTaskInline
protected override bool TryExecuteTaskInline(Task task, bool taskWasPreviouslyQueued) { // If we're already running tasks on this threads, enable inlining return _taskProcessingThread.Value && TryExecuteTask(task); }
意思是,参数task是否在此线程上运行,请查看ThreadBasedDispatchLoop方法。
“ThreadLocal<bool>” 该类型变量声明生命周期跟随 “构造函数”中启动的线程,且每一个线程单独一个变量,值存储在线程上。
自此自定义“Task调度器”完成。
启动,运行QueuedTaskScheduler
1. 创建 QueuedTaskScheduler ,其中用于执行Task的线程数为 1
2.创建 Task ,并将其加入到指定的 Task调度器中。
3.调试一下
A. 创建 QueuedTaskScheduler ,创建 线程 “Thread” ,并启动线程
B. 调试过程
当 _blockingTaskQueue没有Task时,执行到 _blockingTaskQueue.GetConsumingEnumerable(_disposeCancellation.Token) 就会阻塞。
自此 自定义TaskScheduler完成。
我的源代码 https://github.com/qiqiqiyaya/Learning-Case/tree/main/TaskScheduler/AspNet6TaskScheduler
本文作者:youliCC
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