主頁 > .NET開發 > 一個高頻問題:異步操作會創建執行緒嗎?

一個高頻問題:異步操作會創建執行緒嗎?

2022-04-02 06:00:36 .NET開發

這個問題在微信上被別人問過好多次,想來想去覺得有必要統一解答下,先說下我的答案:可能會,也有可能不會

要想尋找答案,需要從 異步處理 的底層框架說起,

一:異步底層是什么

異步 從設計層面上來說它就是一個 發布訂閱者 模式,畢竟它的底層用到了 埠完成佇列,可以從 IO完成埠內核物件 所提供的三個方法中有所體現,

  1. CreateIoCompletionPort

可以粗看下簽名:


HANDLE WINAPI CreateIoCompletionPort(
  _In_     HANDLE    FileHandle,
  _In_opt_ HANDLE    ExistingCompletionPort,
  _In_     ULONG_PTR CompletionKey,
  _In_     DWORD     NumberOfConcurrentThreads
);

這個方法主要是將 檔案句柄IO完成埠內核物件 進行系結,其中的 NumberOfConcurrentThreads 表示完成埠最多允許 running 的執行緒上限,

  1. PostQueuedCompletionStatus

再看簽名:


BOOL WINAPI PostQueuedCompletionStatus(
  _In_     HANDLE       CompletionPort,
  _In_     DWORD        dwNumberOfBytesTransferred,
  _In_     ULONG_PTR    dwCompletionKey,
  _In_opt_ LPOVERLAPPED lpOverlapped
);

這個函式的作用就是將一個 通過 內核物件 丟給 驅動設備程式 ,由后者與硬體互動,比如檔案

  1. GetQueuedCompletionStatus

看簽名:


BOOL GetQueuedCompletionStatus(
  [in]  HANDLE       CompletionPort,
        LPDWORD      lpNumberOfBytesTransferred,
  [out] PULONG_PTR   lpCompletionKey,
  [out] LPOVERLAPPED *lpOverlapped,
  [in]  DWORD        dwMilliseconds
);

這個方法嘗試從 IO完成埠內核物件 中提取 IO 包,如果沒有提取到,那么就會無限期等待,直到提取為止,

對上面三個方法有了概念之后,接下來看下結構圖:

這張圖非常言簡意賅,不過只畫了 埠完成佇列, 其實還有三個與IO執行緒有關的佇列,分別為:等待執行緒佇列已釋放佇列, 已暫停佇列,接下來我們稍微解讀一下,

執行緒t1 呼叫 GetQueuedCompletionStatus 時,假使此刻 任務佇列q1 無任務, 那么 t1 會卡住并自動進去 等待執行緒佇列 ,當某個時刻 q1 進了任務(由驅動程式投遞的),此時作業系統會將 t1 激活來提取 q1 的任務執行,同時將 t1 送到已釋放佇列中,

這個時候就有兩條路了,

  1. 遇到 Sleep 或者 lock 情況,

如果 t1 在執行的時候,遇到了 Sleep 或者 lock 鎖時需要被迫停止,此時系統會將 t1 執行緒送到 已暫停執行緒佇列 中,如果都 sleep 了,那 NumberOfConcurrentThreads 就會變為 0 ,此時就會遇到無人可用的情況,那怎么辦呢?只能讓系統從 執行緒池 中申請更多的執行緒來從 q1 佇列中提取任務,當某個時刻, 已暫停執行緒佇列 中的執行緒激活,那么它又回到了 已釋放佇列 中繼續執行任務,當任務執行完之后,再次呼叫 GetQueuedCompletionStatus 方法進去 等待執行緒佇列

當然這里有一個問題,某一個時刻 等待執行緒佇列 中的執行緒數會暫時性的超過 NumberOfConcurrentThreads 值,不過問題也不大,

說了這么多理論是不是有點懵, 沒關系,接下來我結合 windbg 和 coreclr 原始碼一起看下,

以我的機器來說,IO完成埠內核物件 默認最多允許 12 個 running 執行緒,當遇到 sleep 時看看會不會突破 12 的限制,上代碼:


    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            for (int i = 0; i < 2000; i++)
            {
                Task.Run(async () =>
                {
                    await GetString();
                });
            }

            Console.ReadLine();
        }

        public static int counter = 0;

        static async Task<string> GetString()
        {
            var httpClient = new HttpClient();

            var str = await httpClient.GetStringAsync("http://cnblogs.com");

            Console.WriteLine($"counter={++counter}, 執行緒:{Thread.CurrentThread.ManagedThreadId},str.length={str.Length}");

            Thread.Sleep(1000000);

            return str;
        }
    }

從圖中看,已經破掉了 12 的限制,那是不是 30 呢? 可以用 windbg 幫忙確認一下,


0:059> !tp
CPU utilization: 3%
Worker Thread: Total: 13 Running: 0 Idle: 13 MaxLimit: 2047 MinLimit: 12
Work Request in Queue: 0
--------------------------------------
Number of Timers: 1
--------------------------------------
Completion Port Thread:Total: 30 Free: 0 MaxFree: 24 CurrentLimit: 30 MaxLimit: 1000 MinLimit: 12


從最后一行看,沒毛病, IO完成埠執行緒 確實是 30 個,

在這種情況,異步操作一定會創建執行緒來處理

  1. 遇到耗時操作

所謂的耗時操作,大體上是大量的序列化,復雜計算等等,這里我就用 while(true) 模擬,因為所有執行緒都沒有遇到暫停事件,所以理論上不會突破 12 的限制,接下來稍微修改一下 GetString() 方法,


        static async Task<string> GetString()
        {
            var httpClient = new HttpClient();

            var str = await httpClient.GetStringAsync("http://cnblogs.com");

            Console.WriteLine($"counter={++counter},時間:{DateTime.Now}, 執行緒:{Thread.CurrentThread.ManagedThreadId},str.length={str.Length}");

            while (true) { }

            return str;
        }

對比圖中的時間,過了30s也無法突破 12 的限制,畢竟這些執行緒都是 running 狀態并都在 已釋放佇列中,這也就造成了所謂的 請求無回應 的尷尬情況,

二:直面問題

如果明白了上面我所說的,那么 異步操作會不會創建執行緒 ? 問題,我的答案是 有可能會也有可能不會,具體還是取決于上面提到了兩種 callback 邏輯,

圖片名稱

轉載請註明出處,本文鏈接:https://www.uj5u.com/net/454588.html

標籤:C#

上一篇:nginxproxy_pass重寫為Jenkins

下一篇:2022首場MASA技術團隊黑客松賽事大賽完美落幕!精彩集錦

標籤雲
其他(157675) Python(38076) JavaScript(25376) Java(17977) C(15215) 區塊鏈(8255) C#(7972) AI(7469) 爪哇(7425) MySQL(7132) html(6777) 基礎類(6313) sql(6102) 熊猫(6058) PHP(5869) 数组(5741) R(5409) Linux(5327) 反应(5209) 腳本語言(PerlPython)(5129) 非技術區(4971) Android(4554) 数据框(4311) css(4259) 节点.js(4032) C語言(3288) json(3245) 列表(3129) 扑(3119) C++語言(3117) 安卓(2998) 打字稿(2995) VBA(2789) Java相關(2746) 疑難問題(2699) 细绳(2522) 單片機工控(2479) iOS(2429) ASP.NET(2402) MongoDB(2323) 麻木的(2285) 正则表达式(2254) 字典(2211) 循环(2198) 迅速(2185) 擅长(2169) 镖(2155) 功能(1967) .NET技术(1958) Web開發(1951) python-3.x(1918) HtmlCss(1915) 弹簧靴(1913) C++(1909) xml(1889) PostgreSQL(1872) .NETCore(1853) 谷歌表格(1846) Unity3D(1843) for循环(1842)

熱門瀏覽
  • WebAPI簡介

    Web體系結構: 有三個核心:資源(resource),URL(統一資源識別符號)和表示 他們的關系是這樣的:一個資源由一個URL進行標識,HTTP客戶端使用URL定位資源,表示是從資源回傳資料,媒體型別是資源回傳的資料格式。 接下來我們說下HTTP. HTTP協議的系統是一種無狀態的方式,使用請求/ ......

    uj5u.com 2020-09-09 22:07:47 more
  • asp.net core 3.1 入口:Program.cs中的Main函式

    本文分析Program.cs 中Main()函式中代碼的運行順序分析asp.net core程式的啟動,重點不是剖析原始碼,而是理清程式開始時執行的順序。到呼叫了哪些實體,哪些法方。asp.net core 3.1 的程式入口在專案Program.cs檔案里,如下。ususing System; us ......

    uj5u.com 2020-09-09 22:07:49 more
  • asp.net網站作為websocket服務端的應用該如何寫

    最近被websocket的一個問題困擾了很久,有一個需求是在web網站中搭建websocket服務。客戶端通過網頁與服務器建立連接,然后服務器根據ip給客戶端網頁發送資訊。 其實,這個需求并不難,只是剛開始對websocket的內容不太了解。上網搜索了一下,有通過asp.net core 實作的、有 ......

    uj5u.com 2020-09-09 22:08:02 more
  • ASP.NET 開源匯入匯出庫Magicodes.IE Docker中使用

    Magicodes.IE在Docker中使用 更新歷史 2019.02.13 【Nuget】版本更新到2.0.2 【匯入】修復單列匯入的Bug,單元測驗“OneColumnImporter_Test”。問題見(https://github.com/dotnetcore/Magicodes.IE/is ......

    uj5u.com 2020-09-09 22:08:05 more
  • 在webform中使用ajax

    如果你用過Asp.net webform, 說明你也算是.NET 開發的老兵了。WEBform應該是2011 2013左右,當時還用visual studio 2005、 visual studio 2008。后來基本都用的是MVC。 如果是新開發的專案,估計沒人會用webform技術。但是有些舊版 ......

    uj5u.com 2020-09-09 22:08:50 more
  • iis添加asp.net網站,訪問提示:由于擴展配置問題而無法提供您請求的

    今天在iis服務器配置asp.net網站,遇到一個問題,記錄一下: 問題:由于擴展配置問題而無法提供您請求的頁面。如果該頁面是腳本,請添加處理程式。如果應下載檔案,請添加 MIME 映射。 WindowServer2012服務器,添加角色安裝完.netframework和iis之后,運行aspx頁面 ......

    uj5u.com 2020-09-09 22:10:00 more
  • WebAPI-處理架構

    帶著問題去思考,大家好! 問題1:HTTP請求和回傳相應的HTTP回應資訊之間發生了什么? 1:首先是最底層,托管層,位于WebAPI和底層HTTP堆疊之間 2:其次是 訊息處理程式管道層,這里比如日志和快取。OWIN的參考是將訊息處理程式管道的一些功能下移到堆疊下端的OWIN中間件了。 3:控制器處理 ......

    uj5u.com 2020-09-09 22:11:13 more
  • 微信門戶開發框架-使用指導說明書

    微信門戶應用管理系統,采用基于 MVC + Bootstrap + Ajax + Enterprise Library的技術路線,界面層采用Boostrap + Metronic組合的前端框架,資料訪問層支持Oracle、SQLServer、MySQL、PostgreSQL等資料庫。框架以MVC5,... ......

    uj5u.com 2020-09-09 22:15:18 more
  • WebAPI-HTTP編程模型

    帶著問題去思考,大家好!它是什么?它包含什么?它能干什么? 訊息 HTTP編程模型的核心就是訊息抽象,表示為:HttPRequestMessage,HttpResponseMessage.用于客戶端和服務端之間交換請求和回應訊息。 HttpMethod類包含了一組靜態屬性: private stat ......

    uj5u.com 2020-09-09 22:15:23 more
  • 部署WebApi隨筆

    一、跨域 NuGet參考Microsoft.AspNet.WebApi.Cors WebApiConfig.cs中配置: // Web API 配置和服務 config.EnableCors(new EnableCorsAttribute("*", "*", "*")); 二、清除默認回傳XML格式 ......

    uj5u.com 2020-09-09 22:15:48 more
最新发布
  • C#多執行緒學習(二) 如何操縱一個執行緒

    <a href="https://www.cnblogs.com/x-zhi/" target="_blank"><img width="48" height="48" class="pfs" src="https://pic.cnblogs.com/face/2943582/20220801082530.png" alt="" /></...

    uj5u.com 2023-04-19 09:17:20 more
  • C#多執行緒學習(二) 如何操縱一個執行緒

    C#多執行緒學習(二) 如何操縱一個執行緒 執行緒學習第一篇:C#多執行緒學習(一) 多執行緒的相關概念 下面我們就動手來創建一個執行緒,使用Thread類創建執行緒時,只需提供執行緒入口即可。(執行緒入口使程式知道該讓這個執行緒干什么事) 在C#中,執行緒入口是通過ThreadStart代理(delegate)來提供的 ......

    uj5u.com 2023-04-19 09:16:49 more
  • 記一次 .NET某醫療器械清洗系統 卡死分析

    <a href="https://www.cnblogs.com/huangxincheng/" target="_blank"><img width="48" height="48" class="pfs" src="https://pic.cnblogs.com/face/214741/20200614104537.png" alt="" /&g...

    uj5u.com 2023-04-18 08:39:04 more
  • 記一次 .NET某醫療器械清洗系統 卡死分析

    一:背景 1. 講故事 前段時間協助訓練營里的一位朋友分析了一個程式卡死的問題,回過頭來看這個案例比較經典,這篇稍微整理一下供后來者少踩坑吧。 二:WinDbg 分析 1. 為什么會卡死 因為是表單程式,理所當然就是看主執行緒此時正在做什么? 可以用 ~0s ; k 看一下便知。 0:000> k # ......

    uj5u.com 2023-04-18 08:33:10 more
  • SignalR, No Connection with that ID,IIS

    <a href="https://www.cnblogs.com/smartstar/" target="_blank"><img width="48" height="48" class="pfs" src="https://pic.cnblogs.com/face/u36196.jpg" alt="" /></a>...

    uj5u.com 2023-03-30 17:21:52 more
  • 一次對pool的誤用導致的.net頻繁gc的診斷分析

    <a href="https://www.cnblogs.com/dotnet-diagnostic/" target="_blank"><img width="48" height="48" class="pfs" src="https://pic.cnblogs.com/face/3115652/20230225090434.png" alt=""...

    uj5u.com 2023-03-28 10:15:33 more
  • 一次對pool的誤用導致的.net頻繁gc的診斷分析

    <a href="https://www.cnblogs.com/dotnet-diagnostic/" target="_blank"><img width="48" height="48" class="pfs" src="https://pic.cnblogs.com/face/3115652/20230225090434.png" alt=""...

    uj5u.com 2023-03-28 10:13:31 more
  • C#遍歷指定檔案夾中所有檔案的3種方法

    <a href="https://www.cnblogs.com/xbhp/" target="_blank"><img width="48" height="48" class="pfs" src="https://pic.cnblogs.com/face/957602/20230310105611.png" alt="" /></a&...

    uj5u.com 2023-03-27 14:46:55 more
  • C#/VB.NET:如何將PDF轉為PDF/A

    <a href="https://www.cnblogs.com/Carina-baby/" target="_blank"><img width="48" height="48" class="pfs" src="https://pic.cnblogs.com/face/2859233/20220427162558.png" alt="" />...

    uj5u.com 2023-03-27 14:46:35 more
  • 武裝你的WEBAPI-OData聚合查詢

    <a href="https://www.cnblogs.com/podolski/" target="_blank"><img width="48" height="48" class="pfs" src="https://pic.cnblogs.com/face/616093/20140323000327.png" alt="" /><...

    uj5u.com 2023-03-27 14:46:16 more