如何設計有效的 Parallel.ForEachAsync 迴圈 - 需要使用平行計算方式來執行 async Method 非同步方法
對於要使用 [Parallel.ForEach] 來設計出一個具有平行作業的應用程式,相信對於許多 .NET C# 開發者而言,應該不是個很大的問題,此時,可以參考 如何:撰寫簡單的 Parallel.ForEach 迴圈 這篇文章中的說明與範例程式碼,相信可以很容易得輕鬆上手。
可是對於 Parallel.ForEach 方法 的使用,需要傳入至少一個列舉 IEnumerable 與一個委派方法,不過,在這裡若是設計使用同步方法來進行設計程式碼,相信執行上一切都沒有問題, Parallel.ForEach 方法將會使用平行計算的方式,使用列舉物件內的值,平行執行與傳入到這個委派方法,但是,當這個委派方法已經改成一個非同步方法,也就是在這個委派方法有加入了 async 這個修飾詞,那麼將會發現到,一旦執行到 Parallel.ForEach 之後,將會馬上就執行到下一行敘述,不會等到所有的列舉物件都執行完成後,才會繼續往下執行
對於使用同步委派方法來設計 Parallel.ForEach 的應用,可以參考底下的範例程式碼
#region 若在 Parallel.Foreach 內使用同步方式進行委派方法的設計,會等到所有委派方法都執行完畢後,才會繼續往下執行
Console.WriteLine($"使用 Parallel.Foreach 與同步委派方法 開始 {DateTime.Now}");
Parallel.ForEach(Enumerable.Range(0, 3), async (x, t) =>
{
Console.WriteLine(" Bpfsync");
Thread.Sleep(3000);
Console.WriteLine(" Cpfsync");
});
// 當看到這行敘述,表示 Parallel.ForEach 已經結束執行,不過,將還沒看到所有的 Cpf 文字輸出
Console.WriteLine($"使用 Parallel.Foreach 與同步委派方法 結束 {DateTime.Now}");
在這裡,將會使用 Enumerable.Range(0, 3)
一個列舉物件,且這個列舉物件內有三個值,並使用 Lambda 指定一個委派方法,該方法將會使用 Thread.Sleep(3000)
模擬該方法需要花費三秒鐘的時間來執行某些工作,整個 Lambda 委派方法將會是使用同步方式來進行運行。
從底下的執行結果可以看出,一旦 Parallel.ForEach
開始執行之後,將會平行執行 Enumerable.Range(0, 3)
列舉物件內的每個值,
使用 Parallel.Foreach 與同步委派方法 開始 2000/9/2 上午 09:23:09
Bpfsync
Bpfsync
Bpfsync
Cpfsync
Cpfsync
Cpfsync
使用 Parallel.Foreach 與同步委派方法 結束 2000/9/2 上午 09:23:12
若將程式碼改成如下,將每個平行執行的傳入物件值顯示出來
#region 若在 Parallel.Foreach 內使用同步方式進行委派方法的設計,會等到所有委派方法都執行完畢後,才會繼續往下執行
Console.WriteLine($"使用 Parallel.Foreach 與同步委派方法 開始 {DateTime.Now}");
Parallel.ForEach(Enumerable.Range(0, 3), async (x, t) =>
{
Console.WriteLine($" Bpfsync {x}");
Thread.Sleep(3000);
Console.WriteLine($" Cpfsync {x}");
});
// 當看到這行敘述,表示 Parallel.ForEach 已經結束執行,不過,將還沒看到所有的 Cpf 文字輸出
Console.WriteLine($"使用 Parallel.Foreach 與同步委派方法 結束 {DateTime.Now}");
#endregion
這裡將會是上面程式碼執行後的結果,從這裡可以再度驗證與得到一個結論, Parallel.ForEach 確實逐一平行來執行美個委派方法,可以在平行執行作業過程中,是每有說哪個執行緒必須一定要先執行,或者要按著當初啟動的順序來逐一平行執行的慣例或者說法。
使用 Parallel.Foreach 與同步委派方法 開始 2000/9/2 上午 09:34:12
Bpfsync 0
Bpfsync 1
Bpfsync 2
Cpfsync 0
Cpfsync 2
Cpfsync 1
使用 Parallel.Foreach 與同步委派方法 結束 2000/9/2 上午 09:34:15
現在將要平行運行的委派方法改成非同步委派方法,因此,原先使用 Thread.Sleep(3000) 這個敘述,將會改成使用 await Task.Delay(3000) 這樣的敘述,然而,因為使用了 await 運算子,所以,就需要在委派方法前面加上 async 修飾詞,底下將會是這樣的程式碼
#region 若在 Parallel.Foreach 內使用 async 方法,將會立即結束平行敘述,相關程式碼會在背景執行中
Console.WriteLine($"使用 Parallel.Foreach 開始 {DateTime.Now}");
Parallel.ForEach(Enumerable.Range(0, 3), async (x, t) =>
{
Console.WriteLine($" Bpf {x}");
await Task.Delay(3000);
Console.WriteLine($" Cpf {x}");
});
// 當看到這行敘述,表示 Parallel.ForEach 已經結束執行,不過,將還沒看到所有的 Cpf 文字輸出
Console.WriteLine($"使用 Parallel.Foreach 結束 {DateTime.Now}");
#endregion
#region 故意休息五秒,等待上述的平行作業全部都結束
Console.WriteLine();
Console.WriteLine($"休息 五秒鐘");
await Task.Delay(5000);
Console.WriteLine();
因為若在 Parallel.Foreach 內使用 async 方法,將會立即結束平行敘述,相關委派方法內程式碼會仍在背景執行中,因此,無法透過 Parallel.ForEach 來得知是否所有的平行運算都已經全部完成了;由於平行計算模擬花費 3 秒計算時間,而這三秒將會在背景下運行,因此,這裡使用 await Task.Delay(5000) 這樣的敘述,故意休息五秒,等待上述的所有背景平行作業全部都結束,因此將會看到底下的輸出結果;從執行結果可以看出,當 [休息 五秒鐘] 文字顯示之後,並且真的讓當前執行緒強制睡眠五秒鐘之後,約在三秒之後,就會看到每個委派方法執行結束的文字輸出。
使用 Parallel.Foreach 開始 2022/9/2 上午 09:34:15
Bpf 0
Bpf 2
Bpf 1
使用 Parallel.Foreach 結束 2022/9/2 上午 09:34:15
休息 五秒鐘
Cpf 2
Cpf 0
Cpf 1
為了解決這樣的應用,在 .NET 6 的 BCL 中,將會提供了 Parallel.ForEachAsync 方法 ,透過這個方法,將會可以做到使用 Parallel 類別提供的功能,並且使用非同步的方法來平行執行委派方法
#region 這裡使用 Parallel.ForEachAsync 來平行非同步方法,將不會有上述問題,全部的非同步作業都平行執行完畢,該行敘述才會繼續往下執行,這可以從時間戳記看出
Console.WriteLine($"使用 Parallel.ForEachAsync 開始 {DateTime.Now}");
await Parallel.ForEachAsync(Enumerable.Range(0, 3), async (x, t) =>
{
Console.WriteLine($" Bpfa {x}");
await Task.Delay(3000);
Console.WriteLine($" Cpfa {x}");
});
Console.WriteLine($"使用 Parallel.ForEachAsync 結束 {DateTime.Now}");
#endregion
在這裡將會使用 await Parallel.ForEachAsync
來使用非封鎖方式來等待所有的平行作業都執行完畢,而且這些要採用平行執行的委派方法,都將採用非同步方法(有 async 修飾詞的方法)來設計。
從底下的執行結果,應該是當初需求所期望能夠設計出來的功能
使用 Parallel.ForEachAsync 開始 2000/9/2 上午 09:34:20
Bpfa 0
Bpfa 1
Bpfa 2
Cpfa 2
Cpfa 1
Cpfa 0
使用 Parallel.ForEachAsync 結束 2000/9/2 上午 09:34:27