普通 C# 和 Orleans 中的方法调用之间的区别

Question

我在 localHost 集群模式下运行 Orleans，目前有 1 个grain 和一个客户端。

// client code
for (int i = 0; i <num_scan; ++i)                    
{
    Console.WriteLine("client " + i);
    // the below call should have returned when first await is hit in foo()
    // but it doesn't work like that
    grain.foo(i);          
}

// grain code
async Task foo(int i)
{
     Console.WriteLine("grain "+i);
     await Task.Delay(2000);
}

输出如下：

client 0
client 1
client 2
client 3
client 4
client 5
client 6
grain 0
client 7
client 8
client 9
client 10
grain 8
grain 7
.
.

在normal C# 中，异步函数仅在遇到await 时才返回。在这种情况下，粮食产量应该是连续的。正如我们在上面看到的，谷物输出是乱序的。因此，任务在到达await 语句之前返回。 我的问题是奥尔良中的方法调用和普通 C# 有什么区别。

我看到this post问了一个类似的问题，回复表明这两种方法调用的情况是不同的，因为我们在奥尔良调用了一个接口。 我想知道，奥尔良的方法调用什么时候返回。

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PS： 我用await grain.foo() 尝试了上面的代码，它按顺序打印谷物输出。但是这种方法的问题是，await 仅在整个 foo() 完成时才返回，而我希望它在遇到 await 语句时返回。

Answer 1

我会分两部分回答：

1. 为什么不希望在某些远程调用的第一个 await 之前阻塞
2. 所见即所得

从一开始：Orleans 是普通的 C#，但是关于 C# 在这种情况下如何工作的假设缺少一些细节（下文将解释）。 Orleans 专为可扩展的分布式系统而设计。有一个基本假设是，如果您在某个grain 上调用一个方法，那么该grain 当前可能在另一台机器上被激活。即使在同一台机器上，每个grain 与其他grain 异步运行，通常在单独的线程上。

为什么不希望在某个远程调用的第一个 await 之前阻塞

如果一台机器调用另一台机器，这需要一些时间（例如，由于网络）。 因此，如果您有一台机器上的线程调用另一台机器上的对象，并且您想阻塞该线程，直到该对象中出现await 语句，那么您将阻塞该线程很长一段时间。线程必须等待网络消息到达远程机器，以便在远程grain激活时调度它，让grain执行直到第一个await，然后远程机器发送消息通过网络回到第一台机器说“嘿，第一个等待被击中”。

这样的阻塞线程不是一种可扩展的方法，因为 CPU 要么在线程被阻塞时处于空闲状态，要么必须创建许多（昂贵的）线程以保持 CPU 忙于处理请求。每个线程在预先分配的堆栈空间和其他数据结构方面都有成本，线程之间的切换对 CPU 也是有成本的。

因此，希望现在可以清楚为什么在远程颗粒到达其第一个await 之前阻塞调用线程是不可取的。现在，让我们看看线程是如何在奥尔良没有被阻塞的。

所见即所得

请考虑您的grain 对象不是您编写的grain implementation 类的实例，而是一个“grain 引用”。

您可以使用以下代码创建 grain 对象：

var grain = grainFactory.GetGrain<IMyGrainInterface>("guest@myservice.com");

您从GetGrain 返回的对象是一个grain 引用。它实现了IMyGrainInterface，但它不是您编写的grain 类的一个实例。相反，它是 Orleans 为您生成的一个类。此类是您要调用的远程颗粒的表示，它是对它的引用。

所以当你写一些代码时：

grain.foo(i);

发生的情况是生成的类调用 Orleans 运行时向远程grain 激活发出foo 请求。

例如，生成的代码实际上可能如下所示：

public Task foo(int i)
{
    return base.InvokeMethodAsync(118718866, new object[]{ i });
}

这些细节对你来说是隐藏的，但你可以去你项目中的obj目录下找到它们。

所以你可以看到在生成的foo方法中实际上根本没有await！它只是要求 Orleans 运行时调用一个带有一些奇怪整数和一些对象数组的方法。

在远程端，类似的生成类执行相反的操作：它接受您的请求并将其转换为对您编写的实际grain 代码的直接方法调用。在远程系统中，线程将执行到您的grain代码中的第一个await，然后将执行返回给调度程序，就像在“普通C#”中一样。

另外：在 RPC 术语中，grain 引用大致相当于一个代理对象：即，它是一个表示远程对象的对象。为 WCF 或 gRPC 等传统 RPC 框架编写的相同代码的行为方式与 Orleans 相同：当客户端调用服务器上的方法时，您的线程将不会被阻塞，直到第一个 await。