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C#編程高并發(fā)的幾種處理方法詳解

 更新時間:2018年01月01日 09:56:52   作者:zock  
這篇文章主要為大家詳細介紹了C#編程高并發(fā)的幾種處理方法,具有一定的參考價值,感興趣的小伙伴們可以參考一下

并發(fā)(英文Concurrency),其實是一個很泛的概念,字面意思就是“同時做多件事”,不過方式有所不同。在.NET的世界里面,處理高并發(fā)大致有以下幾種方法:

1、異步編程

異步編程就是使用future模式(又稱promise)或者回調機制來實現(Non-blocking on waiting)。如果使用回調或事件來實現(容易callback hell),不僅編寫這樣的代碼不直觀,很快就容易把代碼搞得一團糟。

不過在.NET 4.5 及以上框架中引入的async/await關鍵字(在.NET 4.0中通過添加Microsoft.Bcl.Async包也可以使用),讓編寫異步代碼變得容易和優(yōu)雅。通過使用async/await關鍵字,可以像寫同步代碼那樣編寫異步代碼,所有的回調和事件處理都交給編譯器和運行時幫你處理了,簡單好用。

使用異步編程有兩個好處:不阻塞主線程(比如UI線程),提高服務端應用的吞吐量。所以微軟推薦ASP.NET中默認使用異步來處理請求。

例如:我用異步做微信模板消息推送。

/// <summary>
/// 使用異步Action測試異步模板消息接口
/// </summary>
/// <param name="checkcode"></param>
/// <returns></returns>
public async Task<string> TemplateMessageAsync(string openId, string first, string keyword1, string keyword2, string keyword3, string keyword4, string remark, string url)
{
 if (openId == null)
 {
 return ReturnString(7771, "OPENID不能為空");
 }
 else
 {
 var testData = new //TestTemplateData()
 {
  first = new TemplateDataItem(first),
  keyword1 = new TemplateDataItem(keyword1),
  keyword2 = new TemplateDataItem(keyword2),
  keyword3 = new TemplateDataItem(keyword3),
  keyword4 = new TemplateDataItem(keyword4),
  remark = new TemplateDataItem(remark)
 };

 var result = await TemplateApi.SendTemplateMessageAsync(_wechat.APPID, openId, "m6td4jp_heMA5rhopbUaHApOlp2DD5x18BMXWKj3M5U", url, testData);
 return ReturnString(0, "成功");
 }
}


2、并行編程

并行編程的出現實際上是隨著CPU有多核而興起的,目的是充分利用多核CPU的計算能力。并行編程由于會提高CPU的利用率,更適合客戶端的一些應用,對于服務端的應用可能會造成負面影響(因為服務器本身就具有并行處理的特點,比如IIS會并行的處理多個請求)。我自己使用并行編程最多的場景是之前分析環(huán)境數據不確定度的時候,使用并行的方式計算蒙特卡洛模擬(計算上千次之后擬合),當然后來我使用泰勒級數展開來計算不確定度,沒有這么多的計算量就無需并行了。當然在計算多方案結果比較的情況下,還是繼續(xù)使用了并發(fā)計算。

在.NET中,并行的支持主要靠.NET 4.0引入的任務并行庫和并行LINQ。通過這些庫可以實現數據并行處理(處理方式相同,輸入數據不同,比如我上面提到的應用場景)或者任務并行處理(處理方式不同,且數據隔離)。通過使用并行處理庫,你不用關心Task的創(chuàng)建和管理(當然更不用說底層的線程了),只需要關注處理任務本身就行了。

具體的用法還是參考官方文檔

3、響應式編程

響應式編程最近成為了一個Buzzword,其實微軟6年前就開始給.NET提供一個Reactive Extensions了。一開始要理解響應式編程有點困難,但是一旦理解了,你就會對它的強大功能愛不釋手。簡單來說,響應式編程把事件流看作數據流,不過數據流是從IEnumable中拉取的,而事件流是從IObservable推送給你的。為什么響應式編程可以實現并發(fā)呢?這是因為Rx做到線程不可知,每次事件觸發(fā),后續(xù)的處理會從線程池中任意取出一個線程來處理。且可以對事件設置窗口期和限流。舉個例子,你可以用Rx來讓搜索文本框進行延遲處理(而不用類似我很早的時候用個定時器來延遲了)。

要詳細了解Rx最好的方式就是瀏覽 IntroToRx.com 這個網站,當然還有官方文檔

4、數據流編程

數據流(DataFlow)編程可能大家就更陌生了,不過還是有些常用場景可以使用數據流來解決。數據流其實是在任務并行庫(TPL)上衍生出來的一套處理數據的擴展(也結合了異步的特性),TPL也是處理并行編程中任務并行和數據并行的基礎庫。

望文生義,TPL DataFlow就是對數據進行一連串處理,首先為這樣的處理定義一套網格(mesh),網格中可以定義分叉(fork)、連接(join)、循環(huán)(loop)。數據流入這樣的處理網格就能夠并行的被處理。你可以認為網格是一種升級版的管道,實際上很多時候就是被當作管道來使用。使用場景可以是“分析文本文件中詞頻”,也可以是“處理生產者/消費者問題”。

參考資料當然也是官方文檔

5、Actor模型

Scala有Akka,其實微軟研究院也推出了Orleans來支持了Actor模型的實現,當然也有Akka.NET可用。Orleans設計的目標是為了方便程序員開發(fā)需要大規(guī)模擴展的云服務, 可用于實現DDD+EventSourcing/CQRS系統(tǒng)。

官方網站查看。

以上就是本文的全部內容,希望對大家的學習有所幫助,也希望大家多多支持腳本之家。

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