在 C# 中执行并发任务

Question

我有一项服务需要尽快读取来自 Amazon SQS 的消息。我们预计流量会很大，我希望能够以每秒 10K 条消息的速度阅读。不幸的是，我目前的速度约为 10 条消息/秒。显然，我有工作要做。

这是我正在使用的（转换为控制台应用程序以使测试更容易）：

private static int _concurrentRequests;
private static int _maxConcurrentRequests;

public static void Main(string[] args) {
    _concurrentRequests = 0;
    _maxConcurrentRequests = 100;

    var timer = new Timer();
    timer.Elapsed += new ElapsedEventHandler(OnTimedEvent);
    timer.Interval = 10;
    timer.Enabled = true;

    Console.ReadLine();
    timer.Dispose();
}

public static void OnTimedEvent(object s, ElapsedEventArgs e) {
    if (_concurrentRequests < _maxConcurrentRequests) {
        _concurrentRequests++;
        ProcessMessages();
    }
}

public static async Task ProcessMessages() {
    var manager = new MessageManager();
    manager.ProcessMessages();  // this is an async method that reads in the messages from SQS

    _concurrentRequests--;
}

我没有得到接近 100 个并发请求，而且它似乎没有每 10 毫秒触发一次 OnTimedEvent。

我不确定Timer 是否是正确的方法。我对这种编码没有太多经验。在这一点上，我愿意尝试任何事情。

更新

多亏了 calebboyd，我离实现目标又近了一点。这是一些非常糟糕的代码：

private static SemaphoreSlim _locker;

public static void Main(string[] args) {
    _manager = new MessageManager();

    RunBatchProcessingForeverAsync();
}
private static async Task RunBatchProcessingForeverAsync() {
    _locker = new SemaphoreSlim(10, 10);
    while (true) {
        Thread thread = new Thread(new ParameterizedThreadStart(Process));
        thread.Start();
    }
}

private static async void Process(object args) {
    _locker.WaitAsync();
    try {
        await _manager.ProcessMessages();
    }
    finally {
        _locker.Release();
    }

}

通过这个，我能够接近每秒读取相当数量的消息，但问题是我的ProcessMessages 呼叫永远不会完成（或者可能会在很长时间后完成）。我在想我可能需要限制我在任何时候运行的线程数。

关于如何改进此代码以便ProcessMessages 有机会完成的任何建议？

Answer 1

因为没有等待 MessageManager 对象上的 ProcessMessages 方法，所以我假设它绑定到执行它的同一线程。仅将函数标记为 async 不会将工作传递给新线程。有了这个假设，这段代码实际上并没有用多个线程执行。您可以使用以下代码在更多的线程池中执行您的代码。

管理器对象可能无法处理并发使用。所以我在 Task.Run lambda 中创建它。这也可能很昂贵，因此不切实际。

async Task RunBatchProcessingForeverAsync () {
    var lock = new SemaphoreSlim(initialCount: 10);
    while (true) {
        await lock.WaitAsync();
        Task.Run(() => {
            try {
                var manager = new MessageManager();
                manager.ProcessMessages();
            } finally {
                lock.Release();
            }
        });
    }
}

我已经有一段时间没有编写 C# 了，但这应该会同时、重复、永远运行你的方法 10 次。

Answer 2

正如@calebboyd 所建议的，您必须首先使您的线程异步。现在，如果你去这里—— Where to use concurrency when calling an API，您会看到一个异步线程足以快速汇集网络资源。如果您能够在一个请求中从亚马逊获取多条消息，那么您的生产者线程（对亚马逊进行异步调用的线程）就可以了——它每秒可以发送数百个请求。这不会是你的瓶颈。但是，处理接收到的数据的延续任务被交给线程池。在这里，您有机会遇到瓶颈 - 假设每秒有 100 个响应到达，每个响应包含 100 条消息（达到您的 10K msgs/sec 近似值）。每秒您有 100 个新任务，每个任务都需要您的线程处理 100 条消息。现在有两种选择：(1) 这些消息的处理不受 CPU 限制 - 您只需将它们发送到您的数据库，或者 (2) 您执行 CPU 消耗计算，例如科学计算、序列化或一些繁重的业务逻辑。如果 (1) 是您的情况，那么瓶颈将向后推向您的数据库。如果 (2)，那么您别无选择，只能扩大/缩小或优化计算。但是您的瓶颈可能不是生产线程 - 如果它实施正确（请参阅上面的链接以获取示例）。

Answer 3

我假设异步方法在线程池中排队，该线程池的线程数与可用处理器的数量一样多。您可能会生成 100 个请求，但它们仍由 8 个线程执行。尝试创建 N 个线程的数组并使用它们。