使用LimitedConcurrencyLevelTask​​Scheduler时挂起的继续任务

Question

我正致力于在C＃（.NET 4.0）中使用TPL。

我创建了一个自定义API来简化Web请求的创建和下载内容（异步，使用延续任务）。 那部分工作正常。

当我尝试使用LimitedConcurrencyLevelTaskScheduler （在Parallel for Parallel Programming和MSDN文档中找到任务 ）和延迟任务创建时，我遇到了这个问题。 如果您不熟悉该类，那么它所做的就是限制计划任意数量的任务的并发度。

基本上我想将Web请求任务链的创建推迟到由LimitedConcurrencyLevelTaskScheduler调度的任务中，以便我可以限制并发下载的数量。

正如圣人Stephen Toub所建议的 ，当推迟创建Task ，最好的办法是设计你的API以返回Func<Task>或Func<Task<TResult>> 。 我做到了这一点。

不幸的是，我的程序在安排第一组并发任务后挂起。 假设我的任务仅限于4度并发。 在这种情况下，将启动4个任务，然后程序将挂起。 任务永远不会完成。

我创建了一个简单的例子来简单地说明问题。 我正在使用文件读取而不是使用WebRequest 。 我将并发度限制为1。

class Program
{
    static Func<Task> GetReadTask()
    {
        return () =>
        {
            Console.WriteLine("Opening file.");

            FileStream fileStream = File.Open("C:\\Users\\Joel\\Desktop\\1.txt", FileMode.Open);

            byte[] buffer = new byte[32];

            Console.WriteLine("Beginning read.");
            return Task<int>.Factory.FromAsync(fileStream.BeginRead, fileStream.EndRead, buffer, 0, 32, null).ContinueWith(task => fileStream.Close());
        };
    }

    static void Main()
    {
        LimitedConcurrencyLevelTaskScheduler ts = new LimitedConcurrencyLevelTaskScheduler(1);
        TaskFactory factory = new TaskFactory(ts);

        int[] range = {1, 2, 3};

        var tasks = range.Select(number =>
        {
            Func<Task> getTask = GetReadTask();
            return factory.StartNew(() =>
            {
                var task = getTask();
                task.Wait();
            });
        });

        Task.WaitAll(tasks.ToArray());
    }
}

为了澄清“挂起”我的意思，这就是输出的样子。

Opening file.
Beginning read.

然后没有别的东西被打印出来......永远。

有关正在发生的事情的任何线索？

Answer 1

好问题！

首先，我不确定LimitedConcurrencyLevelTaskScheduler是学术上正确的解决方案。 为了限制N的并发请求数，您必须阻止N个任务，这些任务首先会破坏使用APM异步调用的目的。

话虽如此，实施起来比替代方案容易得多。 您需要有一个工作队列并记录飞行请求的数量，然后根据需要创建工作任务。 要想做到这一点并非易事，如果并发请求的数量N很小，那么N个被阻塞的线程就不是世界末日。

因此，代码的问题在于，在其他任务中创建的任务使用父任务中的调度程序。 实际上，对于使用FromAsync创建的任务不是这样，因为它们使用底层APM实现，因此有点不同。

您可以在Main创建任务：

return factory.StartNew( () =>
    {
        var task = getTask();
        task.Wait();
    }
);

factory使用LimitedConcurrencyLevelTaskScheduler( 1 ) ，因此这些任务中只有一个可以并发执行，而一个任务正在等待getTask()返回的任务。

因此，在GetReadTask您调用Task<int>.Factory.FromAsync 。 这是因为FromAsync不尊重父任务的调度程序。

然后使用.ContinueWith(task => fileStream.Close())创建一个延续。 这会创建一个尊重其父级调度程序的任务。 由于LimitedConcurrencyLevelTaskScheduler已经在执行任务（ Main中被阻止的任务），因此无法继续运行并且您有死锁。

解决方案是使用TaskScheduler.Default在普通线程池线程上运行continuation。 然后它运行并且死锁被破坏。

这是我的解决方案：

static Task QueueReadTask( TaskScheduler ts, int number )
{
    Output.Write( "QueueReadTask( " + number + " )" );

    return Task.Factory.StartNew( () =>
        {
            Output.Write( "Opening file " + number + "." );

            FileStream fileStream = File.Open( "D:\\1KB.txt", FileMode.Open, FileAccess.Read, FileShare.Read );

            byte[] buffer = new byte[ 32 ];

            var tRead = Task<int>.Factory.FromAsync( fileStream.BeginRead, fileStream.EndRead, buffer, 0, 32, null );

            var tClose = tRead.ContinueWith( task =>
                    {
                        Output.Write( "Closing file " + number + ". Read " + task.Result + " bytes." );
                        fileStream.Close();
                    }
                    , TaskScheduler.Default
                );

            tClose.Wait();
        }
        , CancellationToken.None
        , TaskCreationOptions.None
        , ts
    );
}

Main现在看起来像这样：

static void Main()
{
    LimitedConcurrencyLevelTaskScheduler ts = new LimitedConcurrencyLevelTaskScheduler( 1 );

    int[] range = { 1, 2, 3 };

    var tasks = range.Select( number =>
        {
            var task = QueueReadTask( ts, number );

            return task.ContinueWith( t => Output.Write( "Number " + number + " completed" ) );
        }
    )
    .ToArray();

    Output.Write( "Waiting for " + tasks.Length + " tasks: " + String.Join( " ", tasks.Select( t => t.Status ).ToArray() ) );

    Task.WaitAll( tasks );

    Output.Write( "WaitAll complete for " + tasks.Length + " tasks: " + String.Join( " ", tasks.Select( t => t.Status ).ToArray() ) );
}

有几点需要注意：

将task.Wait()移动到QueueReadTask会使您更明显地阻止任务。 您可以删除FromAsync调用和延续，并将其替换为正常的同步调用，因为您仍然阻止它。

从QueueReadTask返回的任务可以有延续。 默认情况下，它们在默认调度程序下运行，因为它们继承父任务的调度程序而不是先行调度程序。 在这种情况下，没有父任务，因此使用默认调度程序。