前面我們使用簡(jiǎn)單的例子演示了 Task 和 Thread 的兩種制造曇花線(xiàn)程的方式。那么除了避免曇花線(xiàn)程，在實(shí)現(xiàn)常駐任務(wù)的時(shí)候，還需要避免重返線(xiàn)程池。本文將介紹如何避免重返線(xiàn)程池。

常駐任務(wù)

常駐任務(wù)非常常見(jiàn)，比如：

1. 我們正在編寫(xiě)一個(gè)日志文件庫(kù)，我們希望在后臺(tái)不斷的將日志寫(xiě)入文件，盡可能不影響業(yè)務(wù)線(xiàn)程的執(zhí)行。因此，需要一個(gè)寫(xiě)文件的常駐任務(wù)。

2. 我們對(duì)接了一個(gè)遠(yuǎn)程 TCP 服務(wù)，對(duì)方要求我們每隔一段時(shí)間發(fā)送一個(gè)心跳包，以保持連接。因此，需要一個(gè)發(fā)送心跳包的常駐任務(wù)。

3. 我們編寫(xiě)了一個(gè)簡(jiǎn)單的內(nèi)存緩存，通過(guò)一個(gè)后臺(tái)任務(wù)來(lái)定期清理過(guò)期的緩存。因此，需要一個(gè)清理緩存的常駐任務(wù)。

類(lèi)似的場(chǎng)景還有很多。因此，我們需要一個(gè)能夠?qū)崿F(xiàn)常駐任務(wù)的方法。

而實(shí)現(xiàn)常駐任務(wù)的主要要點(diǎn)是：

1. 常駐任務(wù)必須避免影響業(yè)務(wù)線(xiàn)程的執(zhí)行，因此需要在后臺(tái)執(zhí)行。

2. 常駐任務(wù)不能被業(yè)務(wù)線(xiàn)程影響，無(wú)論當(dāng)前業(yè)務(wù)多么繁忙，常駐任務(wù)都必須能夠正常執(zhí)行。否則會(huì)出現(xiàn)日志不落盤(pán)，心跳包不發(fā)送，緩存不清理等問(wèn)題。

實(shí)現(xiàn)常駐任務(wù)的手段有很多。本文將圍繞如何使用常駐單一線(xiàn)程來(lái)實(shí)現(xiàn)常駐任務(wù)。

所謂常駐單一線(xiàn)程，就是指始終使用一個(gè)線(xiàn)程來(lái)執(zhí)行常駐任務(wù)。從而達(dá)到：

1. 避免頻繁的創(chuàng)建和銷(xiāo)毀線(xiàn)程，從而避免頻繁的線(xiàn)程切換。

2. 更容易的處理背壓?jiǎn)栴}。

3. 更容易的處理線(xiàn)程安全問(wèn)題。

評(píng)測(cè)主體

我們將采用如下情況來(lái)評(píng)測(cè)如何編寫(xiě)常駐任務(wù)的正確性。

Bilibili 代碼塊無(wú)法正常渲染，因此無(wú)法正常顯示。請(qǐng)關(guān)注微信公眾號(hào)“newbe技術(shù)專(zhuān)欄”，搜索對(duì)應(yīng)文章代碼內(nèi)容。

這里我們定義了一個(gè) ProcessTest 方法，用于評(píng)測(cè)常駐任務(wù)的正確性。我們將在這個(gè)方法中啟動(dòng)常駐任務(wù)，然后執(zhí)行一個(gè)嚴(yán)架給壓力的方法，來(lái)模擬非常繁忙的業(yè)務(wù)操作。最后我們將輸出常駐任務(wù)中的計(jì)數(shù)器的值。

可以初步看一下嚴(yán)架帶來(lái)的壓力有多大：

然后我們不妨假設(shè)，我們的常駐任務(wù)是希望每秒進(jìn)行一次計(jì)數(shù)。那么最終在控制臺(tái)輸出的結(jié)果應(yīng)該是 5 或者 6。但如果小于 5，那么就說(shuō)明我們的常駐任務(wù)有問(wèn)題。

比如下面這樣：

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在該測(cè)試中，我們希望使用 Task.Run 來(lái)執(zhí)行我們期待的循環(huán)，進(jìn)行每秒加一的操作。但是，我們發(fā)現(xiàn)，最終輸出的結(jié)果是 1。這是因?yàn)椋?/p>

1. Task.Run 會(huì)將我們的任務(wù)放入 Task Default Scheduler 線(xiàn)程池中執(zhí)行。

2. 但是由于迫于嚴(yán)架給壓力，我們的業(yè)務(wù)線(xiàn)程會(huì)一直處于繁忙狀態(tài)，因此線(xiàn)程池中的線(xiàn)程也會(huì)一直處于繁忙狀態(tài)。

3. 從而日導(dǎo)致我們的常駐任務(wù)無(wú)法正常執(zhí)行。

這里我們可以看到，Task.Run 并不是一種正確的實(shí)現(xiàn)常駐任務(wù)的方法。當(dāng)然實(shí)際上這也不是常駐單一線(xiàn)程，因?yàn)檫@樣本質(zhì)是使用了線(xiàn)程池。

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全同步過(guò)程

結(jié)合我們之前提到的 TaskCreationOptions.LongRunning 以及 Thread 很容易在全同步的情況下實(shí)現(xiàn)常駐單一線(xiàn)程。

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這兩種正確的寫(xiě)法都實(shí)現(xiàn)了常駐單一線(xiàn)程，因此我們可以看到，最終輸出的結(jié)果都是 6。

曇花線(xiàn)程

那么自然，我們也可以知道，如果混合了曇花線(xiàn)程，那么就會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題。

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這兩種錯(cuò)誤的寫(xiě)法都無(wú)法實(shí)現(xiàn)常駐單一線(xiàn)程，因此我們可以看到，最終輸出的結(jié)果都是 1。

不是有 Task 就是異步的

雖然不是本篇的關(guān)鍵內(nèi)容，但是還是額外補(bǔ)充兩個(gè) case 作為對(duì)比：

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在這兩個(gè) case 但中，雖然在 while 中包含了 wait Task，但是由于 Task.CompletedTask 實(shí)際上是一種同步代碼，所以并不會(huì)進(jìn)入到線(xiàn)程池當(dāng)中。因此也就不會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤的情況。

但是這種錯(cuò)誤的原因不是因?yàn)闀一ň€(xiàn)程，是由于我們?cè)?Thread 中進(jìn)行了 Wait，但是被調(diào)用的 Task 如果確實(shí)是一個(gè)異步的 Task，那么由于線(xiàn)程池繁忙，我們的 Task 就會(huì)被延遲執(zhí)行，因此就會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤的情況。

總結(jié)

1. 在全同步的情況下，我們可以使用 TaskCreationOptions.LongRunning 或者 Thread 來(lái)實(shí)現(xiàn)常駐單一線(xiàn)程。從而實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的常駐任務(wù)。

2. 注意 async/await 可能會(huì)導(dǎo)致線(xiàn)程池的使用，從而避免常駐單一線(xiàn)程被破壞。

3. 我們暫未給出帶有異步代碼的情況下如何實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的常駐任務(wù)，我們將在后續(xù)討論。

測(cè)試代碼：https://github.com/newbe36524/Newbe.Demo/tree/main/src/BlogDemos/Newbe.LongRunningJob

參考

• .NET Task 揭秘（2）：Task 的回調(diào)執(zhí)行與 await1

• Task2

• TaskCreationOptions3

• 這樣在 C# 使用 LongRunningTask 是錯(cuò)的4

• async 與 Thread 的錯(cuò)誤結(jié)合5

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• 本文作者： newbe36524

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1. https://www.cnblogs.com/eventhorizon/p/15912383.html?

2. https://threads.whuanle.cn/3.task/?

3. https://learn.microsoft.com/en-us/dotnet/api/system.threading.tasks.taskcreationoptions?view=net-7.0&WT.mc_id=DX-MVP-5003606?

4. https://www.newbe.pro/Others/0x026-This-is-the-wrong-way-to-use-LongRunnigTask-in-csharp/?

5. https://www.newbe.pro/Others/0x027-error-when-using-async-with-thread/?