C#實現控制線程池最大數并發線程

2020-01-24 01:02:08

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供稿：網友

1. 實驗目的：

使用線程池的時候，有時候需要考慮服務器的最大線程數目和程序最快執行所有業務邏輯的取舍。
并非邏輯線程越多也好，而且新的邏輯線程必須會在線程池的等待隊列中等待，直到線程池中工作的線程執行完畢，
才會有系統線程取出等待隊列中的邏輯線程，進行CPU運算。

2. 解決問題：

<a>如果不考慮服務器實際可支持的最大并行線程個數，程序不停往線程池申請新的邏輯線程，這個時候我們可以發現CPU的使用率會不斷飆升，并且內存、網絡帶寬占用也會隨著邏輯線程在CPU隊列中堆積，而不斷增大。

<b>如果我們想在主程序有200個http網絡通訊需要執行，如何每次循環用10個線程并發處理10個網絡http通訊回話，下一次循環只有在上一次循環的10個線程都執行完畢后才會執行下一次循環，并且主程序監聽和等待200個http網絡通訊都在CPU線程池中執行完畢后，才會退出主程序。

3. 實現邏輯：

我們通過兩個AutoResetEvent和線程監聽器Monitor，分別實現：

       <a>wait_sync:   任務線程的并發執行，每次循環只處理最大10個線程分別對網絡做http通訊回話。并且當前循環的10個線程都執行完畢后，才會進行下一次循環處理。
       <b> wait_main: 主程序線程的監聽和等待，只有所有任務線程都執行完畢后，主程序線程才會退出程序。
       <c> list_Thread: 負責記錄每次循環，CPU實際分配的系統線程的個數。和Monitor配合使用，Monitor.Enter(list_Thread)=占用共享線程資源的占用鎖，Monitor.Exit(list_Thread)釋放共享線程資源的占用鎖。
       <d> n_total_thread: 配合wait_main使用，記錄全部邏輯線程，已經執行完畢的當前總個數，用來判斷主線程是否還需要繼續等待，還是可以結束主程序運行。

4. 主要代碼：

<a> 線程池控制代碼，如下：

/// <summary>/// 多線程調用WCF/// </summary>/// <param name="select">調用WCF的方式，1=Restful，2=Tcp</param>/// <param name="num"></param>static void DoTest_MultiThread(string select, long num){  int n_max_thread = 10; // 設置并行最大為10個線程  int n_total_thread = 0; // 用來控制：主程序的結束執行，當所有任務線程執行完畢   ILog log_add = new LogHelper("Add_Thread");  ILog log_del = new LogHelper("Del_Thread");  ILog log_wait = new LogHelper("Wait_Thread");  ILog log_set = new LogHelper("Set_Thread");  ILog log_for = new LogHelper("For_Thread");   Console.Title = string.Format("調用WCF的方式 => {0}, 調用次數=> {1}"    , select == "1" ? "Restful" : "Socket"    , num);     List<int> list_Thread = new List<int>();   System.Threading.AutoResetEvent wait_sync = new System.Threading.AutoResetEvent(false); // 用來控制：并發最大個數線程=n_max_thread  System.Threading.AutoResetEvent wait_main = new System.Threading.AutoResetEvent(false); // 用來控制：主程序的結束執行，當所有任務線程執行完畢   DateTime date_step = DateTime.Now;  for (long i = 0; i < num; i++)  {    Num_Query_Static++;    if (i >0 && (i+1-1) % n_max_thread == 0) // -1 表示第max個線程尚未開始    {      //log_wait.Info(string.Format("thread n= {0},for i= {1}", dic_Thread.Count, i + 1));      wait_sync.WaitOne(); // 每次并發10個線程，等待處理完畢后，在發送下一次并發線程    }    log_for.Info(string.Format("thread n= {0},for i= {1}", list_Thread.Count, i + 1));     System.Threading.ThreadPool.QueueUserWorkItem      ((data) =>      {        int id = System.Threading.Thread.CurrentThread.ManagedThreadId;        System.Threading.Monitor.Enter(list_Thread);        list_Thread.Add(id);        System.Threading.Monitor.Exit(list_Thread);         log_add.Info(string.Format("id={0}, count={1}", id, list_Thread.Count)); // 日志         if (select == "1") // Restful方式調用        {          Query_Htty();        }        else        {          Query_Socket();        }         n_total_thread += 1;        if (list_Thread.Count == (n_max_thread) || n_total_thread == num)        {          list_Thread.Clear();          //log_set.Info(string.Format("thread n= {0},for i= {1}", dic_Thread.Count, i + 1));          //wait_sync.Set();           if (n_total_thread != num)          {            wait_sync.Set(); // 任務線程，繼續執行          }          else          {            wait_main.Set(); // 主程序線程，繼續執行          }        }      }, list_Thread);  }   wait_main.WaitOne();   Console.WriteLine(string.Format("總測試{0}次，總耗時{1}, 平均耗時{2}"    , num    , (DateTime.Now - date_step).ToString()    , (DateTime.Now - date_step).TotalMilliseconds / num));   Query_Thread();}

　<b> WCF后臺服務代碼

private static ILog log = new LogHelper("SeqService"); // 日志private static Dictionary<int, DateTime> dic_thread = new Dictionary<int, DateTime>(); // 線程列表 private static long Num = 0; // 線程個數private static object lock_Num = 0; // 共享數據-鎖 /// <summary>/// 在線申請流水號/// </summary>/// <returns></returns>[WebGet(UriTemplate = "GetSeqNum/Json", ResponseFormat = WebMessageFormat.Json)]public string GetSeqNumber(){   lock (lock_Num)  {    Num++;    int id_thread = System.Threading.Thread.CurrentThread.ManagedThreadId;    DateTime now = DateTime.Now;    if (!dic_thread.TryGetValue(id_thread, out now))    {      dic_thread.Add(id_thread, DateTime.Now);    }   }  string ret = DateTime.Now.ToString("yyyyMMdd") + Num.ToString(new string('0', 9));    log.Info(string.Format("{0}, Thread={1}/{2}", ret, System.Threading.Thread.CurrentThread.ManagedThreadId, dic_thread.Count));  return ret;}

5. 實驗結果

1. 10000個WCF網絡http請求，CPU分成每次10個（10可以按需求調整）線程并發執行，并且主程序在所有請求都執行完畢后，才退出主程序。