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C#使用Channels 在C#中使用Channels的完整教程

码农读书 人气:0
想了解在C#中使用Channels的完整教程的相关内容吗,码农读书在本文为您仔细讲解C#使用Channels的相关知识和一些Code实例,欢迎阅读和指正,我们先划重点:c#使用channels,c#,channels,下面大家一起来学习吧。

前言

在面对 生产者-消费者 的场景下, netcore 提供了一个新的命名空间 System.Threading.Channels 来帮助我们更高效的处理此类问题,有了这个 Channels 存在, 生产者 和 消费者 可以各自处理自己的任务而不相互干扰,有利于两方的并发处理,这篇文章我们就来讨论下如何使用 System.Threading.Channels。

Dataflow vs Channel

在 System.Threading.Tasks.Dataflow 命名空间下提供了一个数据流库,主要封装了 存储 和 处理 两大块,该库专注于 pipeline 处理,而 System.Threading.Tasks.Channels 主要专注于 存储 这块,从单一职责上来说,在 生产者-消费者 场景下,Channels 比 Dataflow 性能要高得多。

为什么要使用 Channels

可以利用 Channels 来实现 生产者和消费者 之间的解耦,大体上有两个好处:

总的来说,在 生产者-消费者 模式下可以帮助我们提高应用程序的吞吐率。

安装 System.Threading.Channels

要想使用 Channel,需要用 nuget 引用 System.Threading.Channels 包,还可以通过 Visual Studio 2019 的 NuGet package manager 可视化界面安装 或者 通过 NuGet package manager 命令行工具输入以下命令:

dotnet add package System.Threading.Channels

创建 channel

本质上来说,你可以创建两种类型的 channel,一种是有限容量的 bound channel,一种是无限容量的 unbound channel,接下来的问题是,如何创建呢?Channels 提供了两种 工厂方法 用于创建,如下代码所示:

下面的代码片段展示了如何创建 unbounded channel,并且只能存放 string 类型。

 static void Main(string[] args)
 {
  var channel = Channel.CreateUnbounded<string>();
 }

对了,Bounded channel 还提供了一个 FullMode 属性,用于指定当 channel 已满时该如何对插入的 message 进行处理,通常有四种做法。

下面的代码片段展示了如何在 Bounded channel 上使用 FullMode。

 static void Main(string[] args)
 {
  var channel = Channel.CreateBounded<string>(new BoundedChannelOptions(1000)
  {
  FullMode = BoundedChannelFullMode.Wait
  });
 }

将消息写入到 channel

要想将 message 写入到 channel,可以使用 WriteAsync() 方法,如下代码所示:

  static async Task Main(string[] args)
  {
   var channel = Channel.CreateBounded<string>(new BoundedChannelOptions(1000)
   {
    FullMode = BoundedChannelFullMode.Wait
   });

   await channel.Writer.WriteAsync("Hello World!");
  }

从 channel 中读取消息

要想从 channel 中读取 message,可以使用 ReadAsync(),如下代码所示:

  static async Task Main(string[] args)
  {
   var channel = Channel.CreateBounded<string>(new BoundedChannelOptions(1000)
   {
    FullMode = BoundedChannelFullMode.Wait
   });

   while (await channel.Reader.WaitToReadAsync())
   {
    if (channel.Reader.TryRead(out var message))
    {
     Console.WriteLine(message);
    }
   }
  }

System.Threading.Channels 例子

下面是完整的代码清单,展示了如何从 channel 中读写 message。

 class Program
 {
  static async Task Main(string[] args)
  {
   await SingleProducerSingleConsumer();

   Console.ReadKey();
  }

  public static async Task SingleProducerSingleConsumer()
  {
   var channel = Channel.CreateUnbounded<int>();
   var reader = channel.Reader;
   for (int i = 0; i < 10; i++)
   {
    await channel.Writer.WriteAsync(i + 1);
   }

   while (await reader.WaitToReadAsync())
   {
    if (reader.TryRead(out var number))
    {
     Console.WriteLine(number);
    }
   }
  }
 }

可以看到,控制台中输出了数字 1-10,这些数字正是 Writer 写入到 channel 中的,对吧。

总的来说,要想使用 生产者-消费者 场景,有几种实现途径,比如:BlockingCollection 和 TPL Dataflow,但本篇介绍的 Channels 要比前面的两种性能更高,关于 Channels 更多的细节,我会在未来的文章中进行讨论,如果您现在想急于了解的话,可以参考MSDN: https://docs.microsoft.com/en-us/dotnet/api/system.threading.channels?view=netcore-3.0

总结

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