Utilizzo di asincrono / attendi per più attività

406

Sto usando un client API completamente asincrono, ovvero ogni operazione restituisce Tasko Task<T>, ad esempio:

static async Task DoSomething(int siteId, int postId, IBlogClient client)
{
    await client.DeletePost(siteId, postId); // call API client
    Console.WriteLine("Deleted post {0}.", siteId);
}

Utilizzando gli operatori C # 5 asincroni / wait, qual è il modo corretto / più efficiente per avviare più attività e attendere che vengano completate tutte:

int[] ids = new[] { 1, 2, 3, 4, 5 };
Parallel.ForEach(ids, i => DoSomething(1, i, blogClient).Wait());

o:

int[] ids = new[] { 1, 2, 3, 4, 5 };
Task.WaitAll(ids.Select(i => DoSomething(1, i, blogClient)).ToArray());

Poiché il client API utilizza HttpClient internamente, mi aspetto che questo invii immediatamente 5 richieste HTTP, scrivendo alla console al termine di ognuna.

c#  .net  task-parallel-library  async-await  c#-5.0 
— Ben Foster
fonte
E qual è il problema?
— Serg Shevchenko,
1
@SergShevchenko Il problema è che il suo Parallel.ForEach è fatto in modo scorretto (vedi risposte) - chiede se i suoi tentativi di eseguire il codice asincrono in parallelo sono corretti, offrendo due tentativi di soluzione e se uno è migliore dell'altro (e presumibilmente perché) ).
— AnorZaken

Risposte:

572 
int[] ids = new[] { 1, 2, 3, 4, 5 };
Parallel.ForEach(ids, i => DoSomething(1, i, blogClient).Wait());

Sebbene si eseguano le operazioni in parallelo con il codice sopra, questo codice blocca ogni thread su cui viene eseguita ogni operazione. Ad esempio, se la chiamata di rete impiega 2 secondi, ogni thread si blocca per 2 secondi senza fare altro che aspettare.

int[] ids = new[] { 1, 2, 3, 4, 5 };
Task.WaitAll(ids.Select(i => DoSomething(1, i, blogClient)).ToArray());

D'altra parte, il codice sopra con WaitAllblocca anche i thread e i thread non saranno liberi di elaborare altri lavori fino al termine dell'operazione.

Approccio raccomandato

Preferirei WhenAllche eseguirà le tue operazioni in modo asincrono in parallelo.

public async Task DoWork() {

    int[] ids = new[] { 1, 2, 3, 4, 5 };
    await Task.WhenAll(ids.Select(i => DoSomething(1, i, blogClient)));
}

In effetti, nel caso precedente, non è nemmeno necessario await, puoi semplicemente tornare direttamente dal metodo in quanto non hai alcuna continuazione:

public Task DoWork() 
{
    int[] ids = new[] { 1, 2, 3, 4, 5 };
    return Task.WhenAll(ids.Select(i => DoSomething(1, i, blogClient)));
}

A sostegno di questo, ecco un post dettagliato sul blog che analizza tutte le alternative e i loro vantaggi / svantaggi: come e dove I / O asincrono simultaneo con l'API Web ASP.NET

— tugberk
fonte
31
"il codice sopra con WaitAllblocca anche i thread" - non blocca solo un thread, quello che ha chiamato WaitAll?
— Rawling
5
@Rawling la documentazione afferma che "Tipo: System.Threading.Tasks.Task [] Un array di istanze Task su cui attendere.". Quindi, blocca tutti i thread.
— Mixxiphoid,
30
@Mixxiphoid: il bit che hai citato non significa che blocca tutti i thread. Blocca solo il thread chiamante mentre sono in esecuzione le attività fornite. Il modo in cui tali attività vengono effettivamente eseguite, dipende dallo scheduler. In genere al termine di ogni attività, il thread su cui era in esecuzione veniva restituito al pool. Ogni thread non rimarrebbe bloccato fino a quando gli altri non saranno completi.
— musaul
3
@tugberk, Il modo in cui lo capisco, l'unica differenza tra i metodi di attività "classici" e le controparti Async è il modo in cui interagiscono con i thread tra quando un'attività inizia a funzionare e termina l'esecuzione. Il metodo classico in uno scheduler predefinito eseguirà il hog di un thread durante quel periodo (anche se è "inattivo"), mentre quelli asincroni no. Nessuna differenza al di fuori di quel periodo, ovvero l'attività è pianificata ma non avviata e quando è stata completata ma il chiamante sta ancora aspettando.
— musaul,
3
@tugberk Vedi stackoverflow.com/a/6123432/750216~~V~~singular~~3rd la differenza è nel fatto che il filo di chiamata è bloccata o meno, resto è lo stesso. Potresti voler modificare la risposta per chiarire.
— Răzvan Flavius ​​Panda,
45

Ero curioso di vedere i risultati dei metodi forniti nella domanda e la risposta accettata, quindi l'ho messo alla prova.

Ecco il codice:

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Threading;
using System.Threading.Tasks;

namespace AsyncTest
{
    class Program
    {
        class Worker
        {
            public int Id;
            public int SleepTimeout;

            public async Task DoWork(DateTime testStart)
            {
                var workerStart = DateTime.Now;
                Console.WriteLine("Worker {0} started on thread {1}, beginning {2} seconds after test start.",
                    Id, Thread.CurrentThread.ManagedThreadId, (workerStart-testStart).TotalSeconds.ToString("F2"));
                await Task.Run(() => Thread.Sleep(SleepTimeout));
                var workerEnd = DateTime.Now;
                Console.WriteLine("Worker {0} stopped; the worker took {1} seconds, and it finished {2} seconds after the test start.",
                   Id, (workerEnd-workerStart).TotalSeconds.ToString("F2"), (workerEnd-testStart).TotalSeconds.ToString("F2"));
            }
        }

        static void Main(string[] args)
        {
            var workers = new List<Worker>
            {
                new Worker { Id = 1, SleepTimeout = 1000 },
                new Worker { Id = 2, SleepTimeout = 2000 },
                new Worker { Id = 3, SleepTimeout = 3000 },
                new Worker { Id = 4, SleepTimeout = 4000 },
                new Worker { Id = 5, SleepTimeout = 5000 },
            };

            var startTime = DateTime.Now;
            Console.WriteLine("Starting test: Parallel.ForEach...");
            PerformTest_ParallelForEach(workers, startTime);
            var endTime = DateTime.Now;
            Console.WriteLine("Test finished after {0} seconds.\n",
                (endTime - startTime).TotalSeconds.ToString("F2"));

            startTime = DateTime.Now;
            Console.WriteLine("Starting test: Task.WaitAll...");
            PerformTest_TaskWaitAll(workers, startTime);
            endTime = DateTime.Now;
            Console.WriteLine("Test finished after {0} seconds.\n",
                (endTime - startTime).TotalSeconds.ToString("F2"));

            startTime = DateTime.Now;
            Console.WriteLine("Starting test: Task.WhenAll...");
            var task = PerformTest_TaskWhenAll(workers, startTime);
            task.Wait();
            endTime = DateTime.Now;
            Console.WriteLine("Test finished after {0} seconds.\n",
                (endTime - startTime).TotalSeconds.ToString("F2"));

            Console.ReadKey();
        }

        static void PerformTest_ParallelForEach(List<Worker> workers, DateTime testStart)
        {
            Parallel.ForEach(workers, worker => worker.DoWork(testStart).Wait());
        }

        static void PerformTest_TaskWaitAll(List<Worker> workers, DateTime testStart)
        {
            Task.WaitAll(workers.Select(worker => worker.DoWork(testStart)).ToArray());
        }

        static Task PerformTest_TaskWhenAll(List<Worker> workers, DateTime testStart)
        {
            return Task.WhenAll(workers.Select(worker => worker.DoWork(testStart)));
        }
    }
}

E l'output risultante:

Starting test: Parallel.ForEach...
Worker 1 started on thread 1, beginning 0.21 seconds after test start.
Worker 4 started on thread 5, beginning 0.21 seconds after test start.
Worker 2 started on thread 3, beginning 0.21 seconds after test start.
Worker 5 started on thread 6, beginning 0.21 seconds after test start.
Worker 3 started on thread 4, beginning 0.21 seconds after test start.
Worker 1 stopped; the worker took 1.90 seconds, and it finished 2.11 seconds after the test start.
Worker 2 stopped; the worker took 3.89 seconds, and it finished 4.10 seconds after the test start.
Worker 3 stopped; the worker took 5.89 seconds, and it finished 6.10 seconds after the test start.
Worker 4 stopped; the worker took 5.90 seconds, and it finished 6.11 seconds after the test start.
Worker 5 stopped; the worker took 8.89 seconds, and it finished 9.10 seconds after the test start.
Test finished after 9.10 seconds.

Starting test: Task.WaitAll...
Worker 1 started on thread 1, beginning 0.01 seconds after test start.
Worker 2 started on thread 1, beginning 0.01 seconds after test start.
Worker 3 started on thread 1, beginning 0.01 seconds after test start.
Worker 4 started on thread 1, beginning 0.01 seconds after test start.
Worker 5 started on thread 1, beginning 0.01 seconds after test start.
Worker 1 stopped; the worker took 1.00 seconds, and it finished 1.01 seconds after the test start.
Worker 2 stopped; the worker took 2.00 seconds, and it finished 2.01 seconds after the test start.
Worker 3 stopped; the worker took 3.00 seconds, and it finished 3.01 seconds after the test start.
Worker 4 stopped; the worker took 4.00 seconds, and it finished 4.01 seconds after the test start.
Worker 5 stopped; the worker took 5.00 seconds, and it finished 5.01 seconds after the test start.
Test finished after 5.01 seconds.

Starting test: Task.WhenAll...
Worker 1 started on thread 1, beginning 0.00 seconds after test start.
Worker 2 started on thread 1, beginning 0.00 seconds after test start.
Worker 3 started on thread 1, beginning 0.00 seconds after test start.
Worker 4 started on thread 1, beginning 0.00 seconds after test start.
Worker 5 started on thread 1, beginning 0.00 seconds after test start.
Worker 1 stopped; the worker took 1.00 seconds, and it finished 1.00 seconds after the test start.
Worker 2 stopped; the worker took 2.00 seconds, and it finished 2.00 seconds after the test start.
Worker 3 stopped; the worker took 3.00 seconds, and it finished 3.00 seconds after the test start.
Worker 4 stopped; the worker took 4.00 seconds, and it finished 4.00 seconds after the test start.
Worker 5 stopped; the worker took 5.00 seconds, and it finished 5.00 seconds after the test start.
Test finished after 5.00 seconds.
— RiaanDP
fonte
2
Se dedichi tempo a ciascuno di questi risultati, questo sarebbe più utile
— Serj Sagan,
8
@SerjSagan la mia idea iniziale era solo quella di verificare che i lavoratori fossero avviati contemporaneamente in ciascun caso, ma ho aggiunto timestamp per migliorare la chiarezza del test. Grazie per il suggerimento
— RiaanDP
Grazie per il test. Tuttavia sembra strano che tu stia eseguendo thread.sleep su un thread separato dal "thread di lavoro". Non è importante in questo caso, ma non avrebbe più senso per Task. Eseguire i thread di lavoro se stiamo simulando il lavoro computazionale, o solo Task.Delay invece di dormire se stiamo simulando l'I / O? Sto solo controllando quali sarebbero i tuoi pensieri su questo.
— AnorZaken
24

Poiché l'API che stai chiamando è asincrona, la Parallel.ForEachversione non ha molto senso. Non dovresti usare .Waitnella WaitAllversione poiché perderebbe il parallelismo Un'altra alternativa se il chiamante è asincrono sta usando Task.WhenAlldopo aver fatto Selecte ToArrayper generare l'array di attività. Una seconda alternativa sta usando Rx 2.0

— James Manning
fonte
10

È possibile utilizzare la Task.WhenAllfunzione che è possibile passare n attività; Task.WhenAllrestituirà un'attività che viene completata fino al completamento di tutte le attività passate per il Task.WhenAllcompletamento. Devi attendere in Task.WhenAllmodo asincrono in modo da non bloccare il thread dell'interfaccia utente:

   public async Task DoSomeThing() {

       var Task[] tasks = new Task[numTasks];
       for(int i = 0; i < numTask; i++)
       {
          tasks[i] = CallSomeAsync();
       }
       await Task.WhenAll(tasks);
       // code that'll execute on UI thread
   }
— Ahmed Wasim
fonte
8

Parallel.ForEachrichiede un elenco di lavoratori definiti dall'utente e un non asincrono Action da eseguire con ciascun lavoratore.

Task.WaitAlle Task.WhenAllrichiedono a List<Task>, che sono per definizione asincroni.

Ho trovato la risposta di RiaanDP molto utile per capire la differenza, ma ha bisogno di una correzione per . Non abbastanza reputazione per rispondere al suo commento, quindi la mia risposta.Parallel.ForEach

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Threading;
using System.Threading.Tasks;

namespace AsyncTest
{
    class Program
    {
        class Worker
        {
            public int Id;
            public int SleepTimeout;

            public void DoWork(DateTime testStart)
            {
                var workerStart = DateTime.Now;
                Console.WriteLine("Worker {0} started on thread {1}, beginning {2} seconds after test start.",
                    Id, Thread.CurrentThread.ManagedThreadId, (workerStart - testStart).TotalSeconds.ToString("F2"));
                Thread.Sleep(SleepTimeout);
                var workerEnd = DateTime.Now;
                Console.WriteLine("Worker {0} stopped; the worker took {1} seconds, and it finished {2} seconds after the test start.",
                   Id, (workerEnd - workerStart).TotalSeconds.ToString("F2"), (workerEnd - testStart).TotalSeconds.ToString("F2"));
            }

            public async Task DoWorkAsync(DateTime testStart)
            {
                var workerStart = DateTime.Now;
                Console.WriteLine("Worker {0} started on thread {1}, beginning {2} seconds after test start.",
                    Id, Thread.CurrentThread.ManagedThreadId, (workerStart - testStart).TotalSeconds.ToString("F2"));
                await Task.Run(() => Thread.Sleep(SleepTimeout));
                var workerEnd = DateTime.Now;
                Console.WriteLine("Worker {0} stopped; the worker took {1} seconds, and it finished {2} seconds after the test start.",
                   Id, (workerEnd - workerStart).TotalSeconds.ToString("F2"), (workerEnd - testStart).TotalSeconds.ToString("F2"));
            }
        }

        static void Main(string[] args)
        {
            var workers = new List<Worker>
            {
                new Worker { Id = 1, SleepTimeout = 1000 },
                new Worker { Id = 2, SleepTimeout = 2000 },
                new Worker { Id = 3, SleepTimeout = 3000 },
                new Worker { Id = 4, SleepTimeout = 4000 },
                new Worker { Id = 5, SleepTimeout = 5000 },
            };

            var startTime = DateTime.Now;
            Console.WriteLine("Starting test: Parallel.ForEach...");
            PerformTest_ParallelForEach(workers, startTime);
            var endTime = DateTime.Now;
            Console.WriteLine("Test finished after {0} seconds.\n",
                (endTime - startTime).TotalSeconds.ToString("F2"));

            startTime = DateTime.Now;
            Console.WriteLine("Starting test: Task.WaitAll...");
            PerformTest_TaskWaitAll(workers, startTime);
            endTime = DateTime.Now;
            Console.WriteLine("Test finished after {0} seconds.\n",
                (endTime - startTime).TotalSeconds.ToString("F2"));

            startTime = DateTime.Now;
            Console.WriteLine("Starting test: Task.WhenAll...");
            var task = PerformTest_TaskWhenAll(workers, startTime);
            task.Wait();
            endTime = DateTime.Now;
            Console.WriteLine("Test finished after {0} seconds.\n",
                (endTime - startTime).TotalSeconds.ToString("F2"));

            Console.ReadKey();
        }

        static void PerformTest_ParallelForEach(List<Worker> workers, DateTime testStart)
        {
            Parallel.ForEach(workers, worker => worker.DoWork(testStart));
        }

        static void PerformTest_TaskWaitAll(List<Worker> workers, DateTime testStart)
        {
            Task.WaitAll(workers.Select(worker => worker.DoWorkAsync(testStart)).ToArray());
        }

        static Task PerformTest_TaskWhenAll(List<Worker> workers, DateTime testStart)
        {
            return Task.WhenAll(workers.Select(worker => worker.DoWorkAsync(testStart)));
        }
    }
}

L'output risultante è inferiore. I tempi di esecuzione sono comparabili. Ho eseguito questo test mentre il mio computer eseguiva la scansione antivirus settimanale. La modifica dell'ordine dei test ha modificato i tempi di esecuzione su di essi.

Starting test: Parallel.ForEach...
Worker 1 started on thread 9, beginning 0.02 seconds after test start.
Worker 2 started on thread 10, beginning 0.02 seconds after test start.
Worker 3 started on thread 11, beginning 0.02 seconds after test start.
Worker 4 started on thread 13, beginning 0.03 seconds after test start.
Worker 5 started on thread 14, beginning 0.03 seconds after test start.
Worker 1 stopped; the worker took 1.00 seconds, and it finished 1.02 seconds after the test start.
Worker 2 stopped; the worker took 2.00 seconds, and it finished 2.02 seconds after the test start.
Worker 3 stopped; the worker took 3.00 seconds, and it finished 3.03 seconds after the test start.
Worker 4 stopped; the worker took 4.00 seconds, and it finished 4.03 seconds after the test start.
Worker 5 stopped; the worker took 5.00 seconds, and it finished 5.03 seconds after the test start.
Test finished after 5.03 seconds.

Starting test: Task.WaitAll...
Worker 1 started on thread 9, beginning 0.00 seconds after test start.
Worker 2 started on thread 9, beginning 0.00 seconds after test start.
Worker 3 started on thread 9, beginning 0.00 seconds after test start.
Worker 4 started on thread 9, beginning 0.00 seconds after test start.
Worker 5 started on thread 9, beginning 0.01 seconds after test start.
Worker 1 stopped; the worker took 1.00 seconds, and it finished 1.01 seconds after the test start.
Worker 2 stopped; the worker took 2.00 seconds, and it finished 2.01 seconds after the test start.
Worker 3 stopped; the worker took 3.00 seconds, and it finished 3.01 seconds after the test start.
Worker 4 stopped; the worker took 4.00 seconds, and it finished 4.01 seconds after the test start.
Worker 5 stopped; the worker took 5.00 seconds, and it finished 5.01 seconds after the test start.
Test finished after 5.01 seconds.

Starting test: Task.WhenAll...
Worker 1 started on thread 9, beginning 0.00 seconds after test start.
Worker 2 started on thread 9, beginning 0.00 seconds after test start.
Worker 3 started on thread 9, beginning 0.00 seconds after test start.
Worker 4 started on thread 9, beginning 0.00 seconds after test start.
Worker 5 started on thread 9, beginning 0.00 seconds after test start.
Worker 1 stopped; the worker took 1.00 seconds, and it finished 1.00 seconds after the test start.
Worker 2 stopped; the worker took 2.00 seconds, and it finished 2.00 seconds after the test start.
Worker 3 stopped; the worker took 3.00 seconds, and it finished 3.00 seconds after the test start.
Worker 4 stopped; the worker took 4.00 seconds, and it finished 4.00 seconds after the test start.
Worker 5 stopped; the worker took 5.00 seconds, and it finished 5.01 seconds after the test start.
Test finished after 5.01 seconds.
— JPortillo
fonte
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