Usando assíncrono / espera para várias tarefas


406

Estou usando um cliente de API que é completamente assíncrono, ou seja, cada operação retorna Taskou Task<T>, por exemplo:

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

Usando os operadores assíncronos / esperados C # 5, qual é a maneira correta / mais eficiente de iniciar várias tarefas e aguardar a conclusão de todas:

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

ou:

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

Como o cliente da API está usando o HttpClient internamente, eu esperaria que isso emitisse 5 solicitações HTTP imediatamente, gravando no console à medida que cada uma delas fosse concluída.


E qual é o problema?
Serg Shevchenko

1
@SergShevchenko O problema é que o Parallel.ForEach é feito incorretamente (ver respostas) - ele está perguntando se suas tentativas de executar o código assíncrono em paralelo estão corretas, oferecendo duas tentativas de solução e se uma é melhor que a outra (e provavelmente por que isso )
AnorZaken 17/01

Respostas:


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

Embora você execute as operações em paralelo com o código acima, esse código bloqueia cada thread em que cada operação é executada. Por exemplo, se a chamada de rede demorar 2 segundos, cada encadeamento será interrompido por 2 segundos sem fazer nada além de esperar.

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

Por outro lado, o código acima WaitAlltambém bloqueia os threads e seus threads não estarão livres para processar qualquer outro trabalho até que a operação termine.

Abordagem recomendada

Eu preferiria WhenAllque executasse suas operações de forma assíncrona em paralelo.

public async Task DoWork() {

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

De fato, no caso acima, você nem precisa await, basta retornar diretamente do método, pois não há continuações:

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

Para fazer backup, aqui está uma postagem detalhada do blog, abordando todas as alternativas e suas vantagens / desvantagens: Como e onde a E / S assíncrona simultânea com a API da Web do ASP.NET


31
"o código acima WaitAlltambém bloqueia os threads" - não bloqueia apenas um thread, o que chamou WaitAll?
Rawling

5
@Rawling a documentação afirma que "Tipo: System.Threading.Tasks.Task [] Uma matriz de instâncias de tarefas nas quais aguardar.". Então, ele bloqueia todos os threads.
Mixxiphoid

30
@ Mixxiphoid: O bit que você citou não significa que bloqueia todos os threads. Ele bloqueia apenas o encadeamento de chamada enquanto as tarefas fornecidas estão em execução. Como essas tarefas são realmente executadas depende do agendador. Normalmente, após a conclusão de cada tarefa, o encadeamento em execução era retornado ao pool. Cada encadeamento não permaneceria bloqueado até que outros fossem concluídos.
1/15

3
@tugberk, Pelo que entendi, a única diferença entre os métodos de tarefas "clássicos" e os equivalentes Async é como eles interagem com os segmentos entre quando uma tarefa começa a ser executada e termina a execução. O método clássico em um planejador padrão monopoliza um encadeamento durante esse período (mesmo que esteja "inativo"), enquanto os assíncronos não. Nenhuma diferença fora desse período, ou seja, a tarefa está agendada, mas não iniciada, e quando foi concluída, mas o chamador ainda está aguardando.
Musaul #

3
@tugberk Consulte stackoverflow.com/a/6123432/750216, a diferença está em se o encadeamento de chamada está bloqueado ou não, o restante é o mesmo. Você pode editar a resposta para esclarecer.
Răzvan Flavius ​​Panda

45

Fiquei curioso para ver os resultados dos métodos fornecidos na pergunta, bem como a resposta aceita, por isso testei.

Aqui está o código:

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 a saída resultante:

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.

2
Se você colocar o tempo em cada um destes resultados, este seria mais útil
Serj Sagan

8
@SerjSagan, minha ideia inicial era apenas verificar se os trabalhadores estavam sendo iniciados simultaneamente em cada caso, mas adicionei carimbos de data e hora para melhorar a clareza do teste. Obrigado pela sugestão.
RiaanDP

Obrigado pelo teste. No entanto, parece um pouco estranho que você esteja executando o thread.sleep em um thread separado do "thread de trabalho". Não que isso importe nesse caso, mas não faria mais sentido para a Task. Execute os threads de trabalho se estivermos simulando trabalho computacional ou apenas Task.Delay em vez de dormir se estivermos simulando E / S? Apenas verificando o que você pensa sobre isso.
AnorZaken 17/01

24

Como a API que você está chamando é assíncrona, a Parallel.ForEachversão não faz muito sentido. Você não deve usar .Waita WaitAllversão, pois isso perderia o paralelismo. Outra alternativa se o chamador for assíncrono e Task.WhenAlldepois de fazer Selecte ToArraygerar o conjunto de tarefas. Uma segunda alternativa é usar o Rx 2.0


10

Você pode usar a Task.WhenAllfunção que você pode passar n tarefas; Task.WhenAllretornará uma tarefa que será executada quando todas as tarefas que você passou para Task.WhenAllconcluir. Você precisa aguardar assincronamente Task.WhenAllpara não bloquear o thread da interface do usuário:

   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
   }

8

Parallel.ForEachrequer uma lista de trabalhadores definidos pelo usuário e um não-assíncrono Action para executar com cada trabalhador.

Task.WaitAlle Task.WhenAllexigem a List<Task>, que são por definição assíncronos.

Achei a resposta do RiaanDP muito útil para entender a diferença, mas ela precisa de uma correção . Não há reputação suficiente para responder ao seu comentário, portanto, minha própria resposta.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)));
        }
    }
}

A saída resultante está abaixo. Os tempos de execução são comparáveis. Fiz esse teste enquanto meu computador fazia a verificação antivírus semanal. Alterar a ordem dos testes alterou os tempos de execução neles.

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.
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