C#TaskScheduler 任务调度器的原理

2021-12-21 07:22:02

平时我们在用多线程开发的时候少不了Task，确实task给我们带来了巨大的编程效率，在Task底层有一个TaskScheduler，它决定了task该如何被调度，而

在.net framework中有两种系统定义Scheduler，第一个是Task默认的ThreadPoolTaskScheduler，还是一种就是SynchronizationContextTaskScheduler，

以及这两种类型之外的如何自定义，这篇刚好和大家分享一下。

一: ThreadPoolTaskScheduler

这种scheduler机制是task的默认机制，而且从名字上也可以看到它是一种委托到ThreadPool的机制，刚好也从侧面说明task是基于ThreadPool基础上的

 protected internal override void QueueTask(Task task)
        {
            TaskCreationOptions options = task.Options;
            if (Thread.IsThreadStartSupported && (options & TaskCreationOptions.LongRunning) != 0)
            {
                // Run LongRunning tasks on their own dedicated thread.
                new Thread(s_longRunningThreadWork)
                {
                    IsBackground = true,
                    Name = ".NET Long Running Task"
                }.UnsafeStart(task);
            }
            else
            {
                // Normal handling for non-LongRunning tasks.
                ThreadPool.UnsafeQueueUserWorkItemInternal(task, (options & TaskCreationOptions.PreferFairness) == 0);
            }
        }

从上面的代码中可以看到如下逻辑，如果当前Task上的TaskCreationOptions设置为LongRunning的话，这个task就会委托到Thread中去执行，这样的

好处显而易见，如果长时间运行的task占用着ThreadPool的线程，这时候ThreadPool为了保证线程充足，会再次开辟一些Thread，如果耗时任务此时释放了，

会导致ThreadPool线程过多，上下文切换频繁，所以这种情况下让Task在Thread中执行还是非常不错的选择，当然如果你不指定这个LongRunning的话，那就

是在ThreadPool上执行，不信的话，还可以用windbg去验证一下。。。

static void Main(string[] args)
         {
             var task = Task.Factory.StartNew(() =>
             {
                 Console.WriteLine("hello world！！！");
             }, TaskCreationOptions.LongRunning);

             Console.Read();
         }

static void Main(string[] args)
         {
             var task = Task.Factory.StartNew(() =>
             {
                 Console.WriteLine("hello world！！！");
             });

             Console.Read();
         }

如果大家对windbg不熟悉的话，也没关系，先暂且不讨论，我们只要把TaskCreationOptions枚举去掉，然后用这种形式的!threads给大家展示下不同

应该就非常明朗了。

好了，当你看到这两张图，你应该明白带LongRunning的话，thread中没有带（ThreadPool Worker）标记，也就表明当前是单独开辟的线程，而下面

这张图很明显带有这种标识，表示当前是委托在ThreadPool中执行的。

二：SynchronizationContextTaskScheduler

从这个名字中就可以看到，这是一个同步上下文的taskscheduler，原理就是把繁重的耗时工作丢给ThreadPool，然后将更新UI的操作丢给 UI线程的

队列中，由UIThread来执行，具体的也可以在这种scheduler中窥得一二。

1        protected internal override void QueueTask(Task task)
2          {
3              this.m_synchronizationContext.Post(SynchronizationContextTaskScheduler.s_postCallback, task);
4          }

然后可以从s_postCallback上看到里面有一个Invoke函数，如下图：

1  public virtual void Post(SendOrPostCallback d, object state)
2  {
3      ThreadPool.QueueUserWorkItem(new WaitCallback(d.Invoke), state);
4  }

有了这个基础我们再来看一下代码怎么写，可以看到，下面这段代码是不阻塞UIThread的，完美~~~

private void button1_Click(object sender, EventArgs e)
         {
             Task task = Task.Factory.StartNew(() =>
             {
                 //复杂操作，等待10s
                 Thread.Sleep(10000);

             }).ContinueWith((t) =>
             {
                 button1.Text = "hello world";
             }, TaskScheduler.FromCurrentSynchronizationContext());
         }

三：自定义TaskScheduler　

　　我们知道在现有的.net framework中只有这么两种TaskScheduler，有些同学可能想问，这些Scheduler我用起来不爽，我想自定义一下，这个可

以吗？当然！！！如果你想自定义，只要自定义一个类实现一下TaskScheduler就可以了，然后你可以将ThreadPoolTaskScheduler简化一下，即我要

求所有的Task都需要走Thread，杜绝使用TheadPool，这样可以吗，当然了，不信你看。

namespace ConsoleApplication1
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            var task = Task.Factory.StartNew(() =>
            {
                Console.WriteLine("hello world！！！");
            }, new CancellationToken(), TaskCreationOptions.None, new PerThreadTaskScheduler());

            Console.Read();
        }
    }

    /// <summary>
    /// 每个Task一个Thread
    /// </summary>
    public class PerThreadTaskScheduler : TaskScheduler
    {
        protected override IEnumerable<Task> GetScheduledTasks()
        {
            return null;
        }

        protected override void QueueTask(Task task)
        {
            var thread = new Thread(() =>
            {
                TryExecuteTask(task);
            });

            thread.Start();
        }

        protected override bool TryExecuteTaskInline(Task task, bool taskWasPreviouslyQueued)
        {
            throw new NotImplementedException();
        }
    }
}

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