【转】异步编程 In .NET

万能的Invoke

  WinForm中大部分的控件包括窗体在内都兑现了Invoke.aspx)方法,可以流传一个Delegate,那么些Delegate将会被所有特别控制的线程所调用,从而制止了跨线程访问的题目。

Trace.TraceInformation("UI Thread : {0}", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
double sqrt = await Task<double>.Run(() =>
{
    Trace.TraceInformation("Run calculation on thread: {0}", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
    double result = 0;
    for (int i = 0; i < 50000000; i++)
    {
        result += Math.Sqrt(i);
        progressBar1.Invoke(new Action(() => {
            Trace.TraceInformation("Update UI on thread: {0}", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
            progressBar1.Maximum = 50000000;
            progressBar1.Value = i;
        }));
    }
    return result;
});

  Desktop.vshost.exe Information: 0 : UI
Thread : 9
  Desktop.vshost.exe Information: 0 : Run calculation on
thread: 10
  Desktop.vshost.exe
Information: 0 : Update UI on thread: 9

  Invoke方法相比较简单,大家就不做过多的研讨了,然而我们要考虑到一些,Invoke是WinForm实现的UI跨线程交流形式,WPF用的却是Dispatcher,如尽管在ASP.NET下跨线程之间的同台又如何做吧。为了配合各样技术平台下,跨线程同步的问题,Microsoft在.NET2.0的时候就引入了我们下边的这多少个目的。

线程问题

  接下去我们就是更进一步的精晓APM这种格局是何许做事的,不过首先大家要回答下面留下来的题材,这种异步的编程模式有没有为我们打开新的线程?让代码说话:

private void button1_Click(object sender, EventArgs e)
{
    Trace.TraceInformation("Is current thread from thread pool? {0}", Thread.CurrentThread.IsThreadPoolThread ? "Yes" : "No");
    Trace.TraceInformation("Start calling web service on thread: {0}", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
    var pageContentService = new localhost.PageContent();
    pageContentService.BeginDownloadContent(
        "http://jesse2013.cnblogs.com",
        new AsyncCallback(DownloadContentCallback),
        pageContentService);
}

private void DownloadContentCallback(IAsyncResult result)
{
    var pageContentService = (localhost.PageContent)result.AsyncState;
    var msg = pageContentService.EndDownloadContent(result);

    Trace.TraceInformation("Is current thread from thread pool? {0}" , Thread.CurrentThread.IsThreadPoolThread ? "Yes" : "No");
    Trace.TraceInformation("End calling web service on thread: {0}, the result of the web service is: {1}",
        Thread.CurrentThread.ManagedThreadId,
        msg);
}

  我们在按钮点击的法门和callback方法中分别出口当前线程的ID,以及她们是否属于线程池的线程,拿到的结果如下:

  Desktop4.0.vshost.exe
Information: 0 : Is current thread a background thread? NO
  Desktop4.0.vshost.exe
Information: 0 : Is current thread from thread pool? NO
  Desktop4.0.vshost.exe
Information: 0 : Start calling web service on thread: 9
  Desktop4.0.vshost.exe
Information: 0 : Is current thread a background thread? YES
  Desktop4.0.vshost.exe
Information: 0 : Is current thread from thread pool? YES
  Desktop4.0.vshost.exe
Information: 0 : End calling web service on thread: 14, the result of
the web service is: <!DOCTYPE html>…

  按钮点击的办法是由UI直接控制,很引人注目它不是一个线程池线程,也不是后台线程。而我们的callback却是在一个出自于线程池的后台线程执行的,答案宣告了,不过那会给我们带来一个题目,大家地点讲了只有UI线程也得以去改进我们的UI控件,也就是说在callback中我们是无法更新UI控件的,这我们什么让更新UI让用户通晓反馈呢?答案在末端接晓
:),让我们先留心于把APM弄领会。

从Delegate开始

  其实,APM在.NET3.5在先都被广泛使用,在WinForm窗体控制中,在一个IO操作的类库中等等!我们能够很容易的找到搭配了Begin和End的形式,更着重的是假使是有代理的地点,大家都得以应用APM这种格局。大家来看一个很粗略的事例:

delegate void EatAsync(string food);
private void button2_Click(object sender, EventArgs e)
{
    var myAsync = new EatAsync(eat);
    Trace.TraceInformation("Activate eating on thread: {0}", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
    myAsync.BeginInvoke("icecream", new AsyncCallback(clean), myAsync);
}

private void eat(string food)
{
    Trace.TraceInformation("I am eating.... on thread: {0}", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
}

private void clean(IAsyncResult asyncResult)
{
    Trace.TraceInformation("I am done eating.... on thread: {0}", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
}

  下边的代码中,我们透过把eat封装成一个信托,然后再调用该信托的BeginInvoke方法实现了异步的实践。也就是实在的eat方法不是在主线程中进行的,我们可以看输出的结果:

  Desktop4.0.vshost.exe
Information: 0 : Activate eating on thread: 10
  Desktop4.0.vshost.exe
Information: 0 : I am eating…. on thread: 6
  Desktop4.0.vshost.exe
Information: 0 : I am done eating…. on thread: 6

  clean是我们传进去的callback,该方法会在大家的eat方法执行完之后被调用,所以它会和大家eat方法在同一个线程中被调用。我们假使熟谙代理的话就会分晓,代码实际上会被编译成一个类,而BeginInvoke和EndInvoke方法正是编译器为大家机关加进去的方法,大家不用额外做其他工作,这在最初没有TPL和async/await以前(APM从.NET1.0一代就有了),的确是一个科学的选用。

WinForm异步调用Web 瑟维斯(Service)

  有了像VS这样强劲的工具为我们转移代理类,大家在写调用Web
service的代码时就可以像调用本地类库一样调用Web
Service了,我们只需要添加一个Web Reference就可以了。

图片 1

// Form1.cs的代码

private void button1_Click(object sender, EventArgs e)
{
    var pageContentService = new localhost.PageContent();
    pageContentService.BeginDownloadContent(
        "http://jesse2013.cnblogs.com",
        new AsyncCallback(DownloadContentCallback),
        pageContentService);
}

private void DownloadContentCallback(IAsyncResult result)
{
    var pageContentService = (localhost.PageContent)result.AsyncState;
    var msg = pageContentService.EndDownloadContent(result);
    MessageBox.Show(msg);
}

  代码相当的简单,在执行完pageContentService.BeginDownloadContent之后,大家的主线程就回去了。在调用Web
service这段日子内我们的UI不会被卡住,也不会油不过生“不可能响应这种情景”,我们还是能拖动窗体甚至做此外的作业。那就是APM的魔力,不过我们的callback究竟是在哪个线程中执行的啊?是线程池中的线程么?咋们接着往下看。

  在事先写的一篇有关async和await的前生今生的篇章之后,大家似乎在async和await提升网站拍卖能力方面还有一对疑团,网易本身也做了成百上千的品尝。明日大家再来回答弹指间那么些问题,同时大家会做一个async和await在WinForm中的尝试,并且相比较在4.5事先的异步编程格局APM/EAP和async/await的界别,最终我们还会追究在不同线程之间彼此的题材。

  IIS存在着处理能力的问题,但是WinForm却是UI响应的问题,并且WinForm的UI线程至始至终都是同一个,所以两者之间有一定的分别。有人会问,现在还有人写WinForm吗?好啊,它确是一个相比较老的事物吗,不如WPF炫,技术也不如WPF先进,但是从架构层面来讲,不管是Web,依然WinForm,又可能WPF,Mobile,那些都只是表现层,不是么?现在的大型系统一般桌面客户端,Web端,手机,平板端都会波及,这也是为啥会有应用层,服务层的存在。我们在这谈论的ASP.NET
MVC,WinForm,WFP,Android/IOS/WP
都是展现层,在表现层我们相应只处理与“表现”相关的逻辑,任何与作业相关的逻辑应该都是位于下层处理的。关于架构的问题,我们前面再逐渐深刻,其它别说我尚未提示您,大家前些天还会看到.NET中另一个曾经老去的技巧Web
Service。

今非昔比线程之间通讯的问题

async/await怎么样升级IIS处理能力

  首先响应能力并不完全是说咱俩先后性能的题材,有时候可能您的先后没有此外问题,而且仔细经过优化,不过响应能力或者没有上来,网站性能分析是一个繁杂的活,有时候只可以靠经验和不止的品尝才能达到相比较好的功能。当然我们前几天议论的要紧是IIS的拍卖能力,或者也恐怕就是IIS的性能,但尚未代码本身的性质。尽管async/await可以增强IIS的拍卖能力,可是对于用户来说一切页面从发起呼吁到页面渲染完成的这个日子,是不会因为我们加了async/await之后发生多大变化的。

  其余异步的ASP.NET并非只有async/await才得以做的,ASP.NET在Web
Form时代就曾经有异步Page了,包括ASP.NET
MVC不是也有异步的Controller么?async/await
很新,很酷,不过它也只是在原本一技术基础上做了有的立异,让程序员们写起异步代码来更便于了。大家常说微软喜欢新瓶装旧酒,至少我们要探望这个新瓶给我们带来了怎么,不管是其它产品,都不能一开头就很完善,所以持续的迭代革新,也得以说是一种科学做事的措施。

async/await 给WinFrom带来了怎么

  倘诺说async给ASP.NET带来的是处理能力的滋长,那么在WinForm中给程序员带来的功利则是最大的。我们再也不用因为要实现异步写回调或者绑定事件了,省事了,可读性也增长了。不信你看下边大家将调用我们分外web
service的代码在.NET4.5下促成一下:

private async void button2_Click(object sender, EventArgs e)
{
    var pageContent = new localhost.PageContentSoapClient();
    var content = await pageContent.DownloadContentAsync("http://jesse2013.cnblogs.com");

    textBox1.Text = content.Body.DownloadContentResult;
}

  简单的三行代码,像写同步代码一样写异步代码,我想或许这就是async/await的魔力吧。在await之后,UI线程就可以重回响应UI了,在下边的代码中我们是未曾新线程暴发的,和EAP一样得到结果直接就足以对UI操作了。

  async/await似乎真的很好,然而倘诺我们await前边的代码执行在其余一个线程中会暴发什么样工作吗?

private async void button1_Click(object sender, EventArgs e)
{
    label1.Text = "Calculating Sqrt of 5000000";
    button1.Enabled = false;
    progressBar1.Visible = true;

    double sqrt = await Task<double>.Run(() =>
    {
        double result = 0;
        for (int i = 0; i < 50000000; i++)
        {
            result += Math.Sqrt(i);

            progressBar1.Maximum = 50000000;
            progressBar1.Value = i;
        }
        return result;
    });

    progressBar1.Visible = false;
    button1.Enabled = true;
    label1.Text = "The sqrt of 50000000 is " + sqrt;
}

  我们在界面中放了一个ProgressBar,同时开一个线程去把从1到5000000的平方全体加起来,看起来是一个相当耗时的操作,于是我们用Task.Run开了一个新的线程去执行。(注:尽管是纯运算的操作,多线程操作对性能没有多大帮扶,大家这边最首假设想给UI一个进度呈现当前举办到哪一步了。)看起来没有什么样问题,我们按F5运行吧!
  Bomb~

图片 2

  当执行到这里的时候,程序就完蛋了,告诉大家”无效操作,只好从创设porgressBar的线程访问它。“
 这也是我们一初始波及的,在WinForm主次中,唯有UI主线程才能对UI举行操作,另外的线程是未曾权限的。接下来我们就来看望,倘若在WinForm中实现非UI线程对UI控制的换代操作。 

ASP.NET并行处理的步调

   ASP.NET是何许在IIS中劳作的一文已经很详细的牵线了一个呼吁是何许从客户端到服务器的HTTP.SYS最终进入CLR举办拍卖的(强烈指出不明白这一块的同桌先看这篇作品,有助于你明白本小节),不过所有的步子都是基于一个线程的只要下展开的。IIS本身就是一个多线程的工作环境,假诺大家从多线程的见识来看会暴发哪些变化吧?我们第一来看一下底下这张图。注意:我们下面的步骤是起家在IIS7.0将来的合并形式基础之上的。(注:下面这张图在dudu的提拔之后,重新做了一部分查找工作,做了一些改变,w3dt这一步来自于乐乎集体对题目标不断探索,详情可以点这里

图片 3

  我们再来梳理一下方面的步骤:

  1. 不无的呼吁最最先是由HTTP.SYS接收的,HTTP.SYS内部有一个连串维护着这么些请求,这一个行列的request的多少超越一定数额(默认是1000)的时候,HTTP.SYS就会向来重临503意况(服务器忙),这是我们的首先个阀门。性能计数目标:“Http
    Service Request Queues\CurrentQueueSize
  2. 由w3dt负责把请求从HTTP.SYS
    的系列中置放一个对应端口的系列中,据非官方资料映现该队列长度为能为20(该队列是非公开的,没有文档,所以也远非性能计数器)。
  3. IIS
    的IO线程从上一步的行列中拿走请求,假设是索要ASP.NET处理的,就会传送给CLR
    线程池的Worker 线程,IIS的IO线程继续回来重新做该步骤。CLR
    线程池的Worker线程数量是第二个阀门。
  4. 当CLR中正在被处理的请求数据超出一定值(最大并行处理请求数量,.NET4将来默认是5000)的时候,从IO线程过来的央求就不会间接交给Worker线程,而是放到一个进程池级其它一个连串了,等到那多少个数据低于临界值的时候,才会把它再一次提交Worker线程去处理。这是我们的第七个阀门。
  5. 上一步中说到的不得了进程池级另外系列有一个长短的范围,可以经过web.config里面的processModel/requestQueueLimit来设置。这足以说也是一个阀门。当正在处理的数码超越所允许的最大并行处理请求数量的时候,我们就会取得503了。可以通过性能计数目的:“ASP.NET
    v4.0.30319\Requests Queued
    ” 来查看该队列的长度。

APM异步编程情势详解

async和await 做了什么?

  我们终于要切入主题了,拿ASP.NET
MVC举例,即使不应用async的Action,那么势必,它是在一个Woker线程中施行的。当我们走访一些web
service,或者读文件的时候,那么些Worker线程就会被堵塞。假诺我们以此Action执行时间累计是100ms,其它访问web
service花了80ms,理想状态下一个Worker线程一秒可以响应10个请求,假若咱们的maxWorkerThreads是10,这我们一秒内连续可响应请求就是100。假若说大家想把那些可响应请求数升到200如何是好吧?

  有人会说,这还不简单,把maxWorkerThreads调20不就行了么?
其实我们做也从没怎么
问题,确实是足以的,而且也的确能起到效用。那大家为什么还要大费周章的搞什么
async/await呢?搞得脑子都晕了?async/await给咱们解决了什么样问题?它能够在我们访问web
service的时候把当下的worker线程放走,将它放回线程池,这样它就足以去处理其他的伏乞了。等到web
service给大家回来结果了,会再到线程池中自由拿一个新的woker线程继续往下举行。也就是说大家缩小了这有些等待的小运,充份利用了线程。

    我们来对待一下用到async/awit和不使用的动静,

  不利用async/await: 20个woker线程1s足以处理200个请求。

  这转换成总的时间的就是 20 * 1000ms =  20000ms,
  其中等待的命宫为 200 * 80ms = 16000ms。
  也就是说使用async/await我们足足节省了16000ms的光阴,这20个worker线程又会再去处理请求,即便如约每个请求100ms的拍卖时间大家还足以再追加160个请求。而且别忘了100ms是按照共同情状下,包括等待时间在内的根基上拿到的,所以实际意况也许还要多,当然大家这里没有算上线程切换的时间,所以其实处境中是有好几异样的,但是相应不会很大,因为我们的线程都是依据线程池的操作。
  所有结果是20个Worker线程不应用异步的意况下,1s能自理200个请求,而利用异步的境况下得以处理360个请求,立马提高80%哟!采取异步之后,对于同一的请求数量,需要的Worker线程数据会大大缩小50%左右,一个线程至少会在堆上分配1M的内存,如果是1000个线程这就是1G的容量,固然内存现在便民,可是省着终究是好的嘛,而且更少的线程是足以缩小线程池在爱慕线程时爆发的CPU消耗的。另:dudu分享 CLR1秒之内只好创设2个线程。

  注意:以上数据毫无真正测试数据,真实情形一个request的时光也毫不100ms,花费在web
service上的年华也毫无80ms,仅仅是给我们一个思路:),所以这里面用了async和await之后对响应能力有多大的升级换代和我们本来堵塞在这些IO和网络上的刻钟是有很大的关系的。

  还得提示您,作品内容有点长,涉及的知识点比较多,所以,我引进:”先顶后看“
,先顶后看是21世纪看长篇的首选之道,是地道关系的初始,想精通是咋样会让你分外吧?想知道怎么新加坡前几天会下这么大的雨么?请记住先顶后看,你顶的不是自我的著作,而是咱们冒着大雨还要去上班的可贵精神!先顶后看,你值得所有!

当WinForm遇上Web Service

  WinForm不像托管在IIS的ASP.NET网站,会有一个线程池管理着五个线程来处理用户的伏乞,换个说法ASP.NET网站生来就是依照多线程的。不过,在WinForm中,假若大家不刻意使用多线程,这至始至终,都唯有一个线程,称之为UI线程。也许在有些微型的系列中WinForm很少涉及到多线程,因为WinForm本身的优势就在它是单身运转在客户端的,在性能上和可操作性上都会有很大的优势。所以重重中小型的WinForm系统都是从来就访问数据库了,并且大多也只有数量的传输,什么图片资源这是很少的,所以等待的时光是很短的,基本不用费如何脑子去考虑怎么3秒之内必须将页面彰显到用户眼前这种问题。

  既然WinForm在性质上有这么大的优势,这它还需要异步吗?

  大家地点说的是中小型的WinForm,假诺是重型的系统吧?假诺WinForm只是其他的很小部分,就像大家小说先导说的还有不少任何众多少个手机客户端,Web客户端,平板客户端呢?假若客户端很多导致数据库撑不住咋做?
想在中游加一层缓存咋办?

  拿一个b2b的网站效率举例,用户能够通过网站下单,手机也得以下单,还足以经过统计机的桌面客户端下单。在下完单之后要到位交易,库存扣减,发送订单确认公告等等效能,而不论是你的订单是经过哪些端完成的,这一个意义我们都要去做,对吗?这我们就不可以独立放在WinForm里面了,不然这么些代码在此外的端里面又得全部全新再逐一实现,同样的代码放在不同的地点这但是分外危险的,所以就有了俺们后来的SOA架构,把这么些功用都抽成服务,每体系型的端都是调用服务就足以了。一是足以统一爱戴这一个职能,二是可以很便利的做扩充,去更好的适应功用和架构上的恢宏。比如说像下面这样的一个序列。

 图片 4

  在上图中,Web端虽然也是属于我们平常说的服务端(甚至是由多台服务器组成的web群集),可是对我们整整系统的话,它也只是一个端而已。对于一个端的话,它本身只处理和用户交互的题材,此外所有的功力,业务都会付给后来台处理。在我们地点的架构中,应用层都不会直接到位真正业务逻辑相关的处理,而是放到我们更下层数据层去做拍卖。那么应用层重要扶助做一些与用户交互的局部职能,假使手机短信发送,邮件发送等等,并且可以遵照优先级拔取是放入队列中稍候处理或者直接调用效能服务及时处理。

  在如此的一个系统中,大家的Web服务器可以,Winform端也好都将只是一系列统中的一个极端,它们紧要的任何是用户和前边服务期间的一个桥梁。涉及到瑟维斯(Service)(Service)的调用之后,为了给用户可以的用户体验,在WinForm端,我们本来就要考虑异步的问题。 

service调用还尚无回去,这那么些时候就会用阻塞的方法去拿结果。然则在大家传到BeginDownloadContent中的callback被调用的时候,这操作必然是早就到位了,也就是说IAsyncResult.IsCompleted

true。而在APM异步编程情势中Begin方法总是回到IAsyncResult那个接口的贯彻。IAsyncReuslt仅仅包含以下4个特性:

图片 5

  WaitHanlde平常作为一道对象的基类,并且可以利用它来阻塞线程,更多音信方可参照MSDN.aspx) 。
借助于IAsyncResult的帮衬,我们就可以透过以下三种格局去获取当前所进行操作的结果。

  1. 轮询
  2. 强制等待
  3. 完了通告

  完成通告就是们在”WinForm异步调用Web瑟维斯(Service)(Service)”那结中用到的点子,调完Begin方法之后,主线程固然完成任务了。大家也不用监督该操作的履行情状,当该操作实践完事后,大家在Begin方法中传进去的callback就会被调用了,我们得以在老大形式中调用End方法去得到结果。下边我们再简单说一下前方二种形式。

//轮询获取结果代码

var pageContentService = new localhost.PageContent();
IAsyncResult asyncResult = pageContentService.BeginDownloadContent(
    "http://jesse2013.cnblogs.com",
    null,
    pageContentService);

while (!asyncResult.IsCompleted)
{
    Thread.Sleep(100);
}
var content = pageContentService.EndDownloadContent(asyncResult);

 // 强制等待结果代码

var pageContentService = new localhost.PageContent();
IAsyncResult asyncResult = pageContentService.BeginDownloadContent(
    "http://jesse2013.cnblogs.com",
    null,
    pageContentService);

// 也可以调用WaitOne()的无参版本,不限制强制等待时间
if (asyncResult.AsyncWaitHandle.WaitOne(2000))
{
    var content = pageContentService.EndDownloadContent(asyncResult);
}
else
{ 
    // 2s时间已经过了,但是还没有执行完   
}

小结

  这篇博客内容有点长,不知底有微微人得以看到此间:)。最起始我只是想写写WinFrom下异步调用Web
Service的局部东西,在一最先这篇文书的题目是”异步编程在WinForm下的进行“,不过写着写着发现越来越多的迷团没有解开,其实都是部分老的技艺往日不曾接触和了然好,所以所幸就几次性把他们都重新学习了五次,与大家享受。

  大家再来回顾一下著作所提到到的一部分紧要的定义:

  1. async/await
    在ASP.NET做的最大奉献(早期ASP.NET的异步开发情势同样也有这么的孝敬),是在拜访数据库的时候、访问远程IO的时候立时放出了当下的拍卖性程,可以让那个线程回到线程池中,从而实现可以去处理任何请求的效率。
  2. 异步的ASP.NET开发可以在拍卖能力上带来多大的进步,取决于我们的主次有微微日子是被封堵的,也就是这一个访问数据库和长途瑟维斯(Service)的年华。
  3. 除去将代码改成异步,大家还索要在IIS上做一些针锋相对的安排来兑现最优化。
  4. 不论是是ASP.NET、WinForm依然Mobile、如故平板,在大型系统中都只是一个与用户交互的端而已,所以随便你现在是做所谓的前端(JavaScript +
    CSS等),仍然所谓的后端(ASP.NET MVC、WCF、Web API 等
    ),又或者是相比流行的移动端(IOS也好,Andrioid也罢,哪怕是不争气的WP),都只是任何大型系统中的零星一角而已。当然我并不是降级这一个端的价值,正是因为我们注意于不同,努力提高每一个端的用户体验,才能让这么些大型系统有出名的机会。我想说的是,在您对现在技术取得一定的落成之后,不要结束学习,因为所有软件架构系列中还有不少过多了不起的事物值得大家去发现。
  5. APM和EAP是在async/await往日的二种不同的异步编程格局。
  6. APM假使不打断主线程,那么成功通告(回调)就会实施在此外一个线程中,从而给我们更新UI带来一定的题材。
  7. EAP的关照事件是在主线程中执行的,不会存在UI交互的题材。
  8. 末段,我们还学习了在Winform下不同线程之间相互的题材,以及SynchronizationContext。
  9. APM是.NET下最早的异步编程方法,从.NET1.0来说就有了。在.NET2.0的时候,微软意识到了APM的回调函数中与UI交互的题材,于是带来了新的EAP。APM与EAP从来并存到.NET3.5,在.NET4.0的时候微软带来了TPL,也就是我们所掌握的Task编程,而.NET4.5就是大家我们清楚的async/await了,可以看到.NET平素在不停的前进,加上目前不停的和开源社区的协作,跨平台等特征的引入,我们有理由相信.NET会越走越好。

  最终,这篇著作从找资料学习到写出来,差不多花了自家六个周未的年华,希望可以给需要的人要么感兴趣想要不断学习的人一点扶植(不管是往前读书,仍然未来学习)最终还要感谢@田园里面的蟋蟀,在阅读的时候给本人找了一些错别字!

引用 & 扩充阅读

http://blogs.msdn.com/b/tmarq/archive/2010/04/14/performing-asynchronous-work-or-tasks-in-asp-net-applications.aspx
http://blog.stevensanderson.com/2008/04/05/improve-scalability-in-aspnet-mvc-using-asynchronous-requests
http://blogs.msdn.com/b/tmarq/archive/2007/07/21/asp-net-thread-usage-on-iis-7-0-and-6-0.aspx 
http://blogs.msdn.com/b/tmarq/archive/2010/04/14/performing-asynchronous-work-or-tasks-in-asp-net-applications.aspx
http://mohamadhalabi.com/2014/05/08/thread-throttling-in-iis-hosted-wcf-sync-vs-async/
Pro Asynchronous Programs with .NET by Richard Blewett and Andrew Clymer

概述

 哪些因素会决定我们的响应能力

  从地点我们提到了几大阀门中,大家得以汲取下边的多少个数字控制或者说影响着我们的响应能力。

  1. HTTP.SYS队列的长度
  2. CLR线程池最大Worker线程数量
  3. 最大并行处理请求数量
  4. 进程池级别队列所允许的尺寸

HTTP.SYS队列的长度

  本条自己觉着不需要极度解释,默认值是1000。这些值取决于我们我们前边IIS
IO线程和Worker线程的处理速度,假设它们六个都处理不了,这些数字再大也尚未用。因为最终他们会被积存到进程池级此外系列中,所以只会导致内存的荒废。

最大Worker线程数量

  这些值是足以在web.config中开展布局的。

图片 6

  maxWorkerThreads: CLR中真正处理请求的最大Worker线程数量
  minWorkerThreads:CLR中真实处理请求的蝇头Worker线程数量

  minWorkerThreads的默认值是1,合理的加大他们得以制止不必要的线程创造和销毁工作。

最大并行处理请求数量

  进程池级其它行列给我们的CLR一定的缓冲,那个中要专注的是,这些队列还尚未进入到CLR,所以它不会占据我们托管环境的别的资源,也就是把请求卡在了CLR的外面。我们需要在aspnet.config级别进行安排,我们可以在.net
fraemwork的装置目录下找到它。一般是 C:\Windows\Microsoft.NET\Framework\v4.0.30319
如若你安装的是4.0的话。

图片 7

  maxConcurrentRequestPerCPU:
每个CPU所允许的最大并行处理请求数量,当CLR中worker线程正在处理的央浼之和抢先这么些数时,从IO线程过来的呼吁就会被停放我们进程池级其余行列中。
  maxConcurrentThreadsPerCPU: 设置为0即禁用。
  requestQueue: 进程池级别队列所允许的长度  

EAP(Event-Based Asynchronous Pattern)

  EAP是在.NET2.0生产的另一种过渡的异步编程模型,也是在.NET3.5自此Microsoft辅助的一种做法,为何吗?
如若我们建一个.NET4.0如故更高版本的WinForm项目,再去添加Web
Reference就会发现变化的代办类中早已远非Begin和End方法了,记住在3.5的时候是双边共存的,你能够选用随机一种来利用。不过到了.NET4.0随后,EAP成为了你唯一的接纳。(我从未尝试过手动生成代理类,有趣味的同室能够品尝一下)让我们来看一下在.NET4下,我们是什么异步调用Web
Service(Service)的。

private void button1_Click(object sender, EventArgs e)
{
    var pageContent = new localhost.PageContent();
    pageContent.DownloadContentAsync("http://jesse2013.cnblogs.com");
    pageContent.DownloadContentCompleted += pageContent_DownloadContentCompleted;
}

private void pageContent_DownloadContentCompleted(object sender, localhost.DownloadContentCompletedEventArgs e)
{
    if (e.Error == null)
    {
        textBox1.Text = e.Result;
    }
    else
    { 
        // 出错了
    }
}

再也认识APM

刺探了Delegate实现的BeginInvoke和EndInvoke之后,我们再来分析一下APM用到的那个对象。
拿我们Web service的代理类来举例,它为我们转移了以下3个措施:

  1. string DownloadContent(string url): 同步方法
  2. IAsyncResult BeginDownloadContent(string url, AsyncCallback
    callback, object asyncState): 异步起先方法
  3. EndDownloadContent(IAsyncResult asyncResult):异步截至方法

  在大家调用EndDownloadContent方法的时候,假诺大家的web

几点提议

  看到这里,不知道我们有没有拿到点什么。首先第一点大家要了然的是async/await不是万能药,不们不可以仰望光写四个光键字就指望性能的提升。要铭记在心,一个CPU在同一时间段内是不得不执行一个线程的。就此这也是干吗async和await提议在IO或者是网络操作的时候利用。大家的MVC站点访问WCF或者Web
Service这种情景就卓殊的符合利用异步来操作。在地点的例证中80ms读取web
service的日子,大部份时间都是不需要cpu操作的,这样cpu才方可被此外的线程利用,假设不是一个读取web
service的操作,而是一个犬牙交错总结的操作,那您就等着cpu爆表吧。

  第二点是,除了程序中动用异步,大家地点讲到的关于IIS的配置是很首要的,假若拔取了异步,请记得把maxWorkerThreads和maxConcurrentRequestPerCPU的值调高试试。

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线程问题

  不通晓我们依然否记得,在APM情势中,callback是推行在另一个线程中,不可能随易的去更新UI。不过只要你细心看一下方面的代码,我们的DownloadContentCompleted事件绑定的不二法门中直接就更新了UI,把再次回到的始末写到了一个文本框里面。通过平等的法子可以发现,在EAP这种异步编程格局下,事件绑定的办法也是在调用的充足线程中推行的。也就是说解决了异步编程的时候UI交互的题材,而且是在同一个线程中履行。
看看下边的代码:

private void button1_Click(object sender, EventArgs e)
{
    Trace.TraceInformation("Call DownloadContentAsync on thread: {0}", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
    Trace.TraceInformation("Is current from thread pool? : {0}", Thread.CurrentThread.IsThreadPoolThread ? "YES" : "NO");

    var pageContent = new localhost.PageContent();
    pageContent.DownloadContentAsync("http://jesse2013.cnblogs.com");
    pageContent.DownloadContentCompleted += pageContent_DownloadContentCompleted;
}

private void pageContent_DownloadContentCompleted(object sender, localhost.DownloadContentCompletedEventArgs e)
{
    Trace.TraceInformation("Completed DownloadContentAsync on thread: {0}", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
    Trace.TraceInformation("Is current from thread pool? : {0}", Thread.CurrentThread.IsThreadPoolThread ? "YES" : "NO");
}

  Desktop4.vshost.exe
Information: 0 : Call DownloadContentAsync on thread: 10

  Desktop4.vshost.exe
Information: 0 : Is current from thread pool? : NO

  Desktop4.vshost.exe
Information: 0 : Completed DownloadContentAsync on thread: 10

  Desktop4.vshost.exe
Information: 0 : Is current from thread pool? : NO

 早期对Web service的异步编程形式APM

  讲完我们巨大上的async/await之后,我们来探望这一个技术很老,不过概念确依旧持续至今的Web
Service。 大家这边所说的针对性web
service的异步编程形式不是指在服务器端的web service本身,而是指调用web
service的客户端。大家知晓对于web service,我们通过添加web
service引用或者.net提供的更动工具就足以扭转对应的代理类,可以让我们像调用本地代码一样访问web
service,而所生成的代码类中对针对每一个web
service方法生成3个照应的点子,比如说我们的主意名叫DownloadContent,除了这么些办法之外还有BeginDownloadContent和EndDownloadContent方法,而那六个就是我们前几日要说的最初的异步编程情势APM(Asynchronous
Programming Model)。下边就来探望我们web
service中的代码,注意我们前天的档次都是在.NET Framework3.5下实现的。

 PageContent.asmx的代码

public class PageContent : System.Web.Services.WebService
{
    [WebMethod]
    public string DownloadContent(string url)
    {
        var client = new System.Net.WebClient();
        return client.DownloadString(url);
    }
}

  注意我们web
service中的DownloadContent方法调用的是WebClient的一路方法,WebClient也有异步方法即:DownloadStringAsync。然而我们要清楚,不管服务器是一道依然异步,对于客户端的话调用了您那多少个web
service都是一样的,就是得等你回去结果。

  当然,我们也得以像MVC里面的代码一样,把大家的劳务器端也写成异步的。这得到好处的是老大托管web
service的服务器,它的处理能力得到加强,就像ASP.NET一样。尽管我们用JavaScript去调用这个Web
瑟维斯(Service),那么Ajax(Asynchronous Javascript +
XML)就是大家客户端用到的异步编程技术。假如是其他的客户端呢?比如说一个CS的桌面程序?大家需要异步编程么?

SynchronizationContext上下文同步对象

为什么需要SynchronizationContext

  就像我们在WinForm中相见的题目一样,有时候我们需要在一个线程中传递一些数码依然做一些操作到另一个线程。不过在多数气象下这是不容许的,出于安全因素的考虑,每一个线程都有它独自的内存空间和上下文。因而在.NET2.0,微软生产了SynchronizationContext。

  它首要的效果之一是为大家提供了一种将有些行事职责(Delegate)以队列的不二法门存储在一个上下文对象中,然后把那多少个上下文对象关联到现实的线程上,当然有时多少个线程也足以提到到同一个SynchronizationContext对象。获取当前线程的同步上下文对象可以动用SynchronizationContext.Current。同时它还为我们提供以下多少个主意Post和Send,分别是以异步和共同的主意将大家地点说的办事任务放到我们SynchronizationContext的行列中。

SynchronizationContext示例

  依旧拿咱们地点Invoke中用到的例证举例,只是本次大家不直接调用控件的Invoke方法去改进它,而是写了一个Report的法子专门去更新UI。

double sqrt = await Task<double>.Run(() =>
{
    Trace.TraceInformation("Current thread id is:{0}", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);

    double result = 0;
    for (int i = 0; i < 50000000; i++)
    {
        result += Math.Sqrt(i);
        Report(new Tuple<int, int>(50000000, i));
    }
    return result;
});

  每五回操作完之后大家调用一下Report方法,把我们一共要算的数字,以及当前正值测算的数字传给它就可以了。接下来就看大家的Report方法了。

private SynchronizationContext m_SynchronizationContext;
private DateTime m_PreviousTime = DateTime.Now;

public Form1()
{
    InitializeComponent();
    // 在全局保存当前UI线程的SynchronizationContext对象
    m_SynchronizationContext = SynchronizationContext.Current;
}

public void Report(Tuple<int, int> value)
{
    DateTime now = DateTime.Now;
    if ((now - m_PreviousTime).Milliseconds > 100)
    {
        m_SynchronizationContext.Post((obj) =>
        {
            Tuple<int, int> minMax = (Tuple<int, int>)obj;
            progressBar1.Maximum = minMax.Item1;
            progressBar1.Value = minMax.Item2;
        }, value);

        m_PreviousTime = now;
    }
}

  整个操作看起来要比Inovke复杂一点,与Invoke不同的是SynchronizationContext不需要对Control的引用,而Invoke必须先得有这一个控件才能调用它的Invoke方法对它举办操作。

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