C'è qualcosa come BlockingCollection <T> asincrono?

Vorrei awaitsul risultato in BlockingCollection<T>.Take()modo asincrono, quindi non blocco il thread. Alla ricerca di qualcosa di simile:

var item = await blockingCollection.TakeAsync();

So che potrei farlo:

var item = await Task.Run(() => blockingCollection.Take());

ma questo uccide l'intera idea, perché un altro thread (di ThreadPool) viene invece bloccato.

C'è qualche alternativa?

Ci sono quattro alternative che conosco.

Il primo è Canali , che fornisce una coda sicura per i thread che supporta operazioni asincrone Reade Write. I canali sono altamente ottimizzati e facoltativamente supportano l'eliminazione di alcuni elementi se viene raggiunta una soglia.

Il prossimo è BufferBlock<T>da TPL Dataflow . Se hai un solo consumatore, puoi usare OutputAvailableAsynco ReceiveAsynco semplicemente collegarlo a un file ActionBlock<T>. Per ulteriori informazioni, vedere il mio blog .

Gli ultimi due sono tipi che ho creato, disponibili nella mia libreria AsyncEx .

AsyncCollection<T>è il asyncquasi equivalente di BlockingCollection<T>, in grado di avvolgere una raccolta simultanea produttore / consumatore come ConcurrentQueue<T>o ConcurrentBag<T>. È possibile utilizzare TakeAsyncper consumare in modo asincrono gli elementi della raccolta. Per ulteriori informazioni, vedere il mio blog .

AsyncProducerConsumerQueue<T>è una asynccoda produttore / consumatore più portabile e compatibile. È possibile utilizzare DequeueAsyncper consumare in modo asincrono elementi dalla coda. Per ulteriori informazioni, vedere il mio blog .

Le ultime tre di queste alternative consentono put e take sincroni e asincroni.

... oppure puoi farlo:

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

public class AsyncQueue<T>
{
    private readonly SemaphoreSlim _sem;
    private readonly ConcurrentQueue<T> _que;

    public AsyncQueue()
    {
        _sem = new SemaphoreSlim(0);
        _que = new ConcurrentQueue<T>();
    }

    public void Enqueue(T item)
    {
        _que.Enqueue(item);
        _sem.Release();
    }

    public void EnqueueRange(IEnumerable<T> source)
    {
        var n = 0;
        foreach (var item in source)
        {
            _que.Enqueue(item);
            n++;
        }
        _sem.Release(n);
    }

    public async Task<T> DequeueAsync(CancellationToken cancellationToken = default(CancellationToken))
    {
        for (; ; )
        {
            await _sem.WaitAsync(cancellationToken);

            T item;
            if (_que.TryDequeue(out item))
            {
                return item;
            }
        }
    }
}

Coda FIFO asincrona semplice e completamente funzionale.

Nota: è SemaphoreSlim.WaitAsyncstato aggiunto in .NET 4.5 in precedenza, non era così semplice.

Ecco un'implementazione molto semplice di a BlockingCollectionche supporta l'attesa, con molte funzionalità mancanti. Usa la AsyncEnumerablelibreria, che rende possibile l'enumerazione asincrona per le versioni C # precedenti alla 8.0.

public class AsyncBlockingCollection<T>
{ // Missing features: cancellation, boundedCapacity, TakeAsync
    private Queue<T> _queue = new Queue<T>();
    private SemaphoreSlim _semaphore = new SemaphoreSlim(0);
    private int _consumersCount = 0;
    private bool _isAddingCompleted;

    public void Add(T item)
    {
        lock (_queue)
        {
            if (_isAddingCompleted) throw new InvalidOperationException();
            _queue.Enqueue(item);
        }
        _semaphore.Release();
    }

    public void CompleteAdding()
    {
        lock (_queue)
        {
            if (_isAddingCompleted) return;
            _isAddingCompleted = true;
            if (_consumersCount > 0) _semaphore.Release(_consumersCount);
        }
    }

    public IAsyncEnumerable<T> GetConsumingEnumerable()
    {
        lock (_queue) _consumersCount++;
        return new AsyncEnumerable<T>(async yield =>
        {
            while (true)
            {
                lock (_queue)
                {
                    if (_queue.Count == 0 && _isAddingCompleted) break;
                }
                await _semaphore.WaitAsync();
                bool hasItem;
                T item = default;
                lock (_queue)
                {
                    hasItem = _queue.Count > 0;
                    if (hasItem) item = _queue.Dequeue();
                }
                if (hasItem) await yield.ReturnAsync(item);
            }
        });
    }
}

Esempio di utilizzo:

var abc = new AsyncBlockingCollection<int>();
var producer = Task.Run(async () =>
{
    for (int i = 1; i <= 10; i++)
    {
        await Task.Delay(100);
        abc.Add(i);
    }
    abc.CompleteAdding();
});
var consumer = Task.Run(async () =>
{
    await abc.GetConsumingEnumerable().ForEachAsync(async item =>
    {
        await Task.Delay(200);
        await Console.Out.WriteAsync(item + " ");
    });
});
await Task.WhenAll(producer, consumer);

Produzione:

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Aggiornamento: con il rilascio di C # 8, l'enumerazione asincrona è diventata una funzionalità del linguaggio incorporata. Le classi richieste ( IAsyncEnumerable, IAsyncEnumerator) sono incorporate in .NET Core 3.0 e sono offerte come pacchetto per .NET Framework 4.6.1+ ( Microsoft.Bcl.AsyncInterfaces ).

Ecco GetConsumingEnumerableun'implementazione alternativa , con la nuova sintassi C # 8:

public async IAsyncEnumerable<T> GetConsumingEnumerable()
{
    lock (_queue) _consumersCount++;
    while (true)
    {
        lock (_queue)
        {
            if (_queue.Count == 0 && _isAddingCompleted) break;
        }
        await _semaphore.WaitAsync();
        bool hasItem;
        T item = default;
        lock (_queue)
        {
            hasItem = _queue.Count > 0;
            if (hasItem) item = _queue.Dequeue();
        }
        if (hasItem) yield return item;
    }
}

Notare la coesistenza di awaite yieldnello stesso metodo.

Esempio di utilizzo (C # 8):

var consumer = Task.Run(async () =>
{
    await foreach (var item in abc.GetConsumingEnumerable())
    {
        await Task.Delay(200);
        await Console.Out.WriteAsync(item + " ");
    }
});

Nota il awaitprima del foreach.

Se non ti dispiace un piccolo hack, puoi provare queste estensioni.

public static async Task AddAsync<TEntity>(
    this BlockingCollection<TEntity> Bc, TEntity item, CancellationToken abortCt)
{
    while (true)
    {
        try
        {
            if (Bc.TryAdd(item, 0, abortCt))
                return;
            else
                await Task.Delay(100, abortCt);
        }
        catch (Exception)
        {
            throw;
        }
    }
}

public static async Task<TEntity> TakeAsync<TEntity>(
    this BlockingCollection<TEntity> Bc, CancellationToken abortCt)
{
    while (true)
    {
        try
        {
            TEntity item;

            if (Bc.TryTake(out item, 0, abortCt))
                return item;
            else
                await Task.Delay(100, abortCt);
        }
        catch (Exception)
        {
            throw;
        }
    }
}