C#編程中如何處理高并發(fā)

小編給大家分享一下C#編程中如何處理高并發(fā)，相信大部分人都還不怎么了解，因此分享這篇文章給大家參考一下，希望大家閱讀完這篇文章后大有收獲，下面讓我們一起去了解一下吧！

并發(fā)（英文Concurrency），其實(shí)是一個(gè)很泛的概念，字面意思就是“同時(shí)做多件事”，不過方式有所不同。在.NET的世界里面，處理高并發(fā)大致有以下幾種方法：

1、異步編程

異步編程就是使用future模式（又稱promise）或者回調(diào)機(jī)制來實(shí)現(xiàn)（Non-blocking on waiting）。如果使用回調(diào)或事件來實(shí)現(xiàn)（容易callback hell），不僅編寫這樣的代碼不直觀，很快就容易把代碼搞得一團(tuán)糟。

不過在.NET 4.5 及以上框架中引入的async/await關(guān)鍵字（在.NET 4.0中通過添加Microsoft.Bcl.Async包也可以使用），讓編寫異步代碼變得容易和優(yōu)雅。通過使用async/await關(guān)鍵字，可以像寫同步代碼那樣編寫異步代碼，所有的回調(diào)和事件處理都交給編譯器和運(yùn)行時(shí)幫你處理了，簡單好用。

使用異步編程有兩個(gè)好處：不阻塞主線程（比如UI線程），提高服務(wù)端應(yīng)用的吞吐量。所以微軟推薦ASP.NET中默認(rèn)使用異步來處理請(qǐng)求。

例如：我用異步做微信模板消息推送。

/// <summary>
/// 使用異步Action測試異步模板消息接口
/// </summary>
/// <param name="checkcode"></param>
/// <returns></returns>
public async Task<string> TemplateMessageAsync(string openId, string first, string keyword1, string keyword2, string keyword3, string keyword4, string remark, string url)
{
 if (openId == null)
 {
 return ReturnString(7771, "OPENID不能為空");
 }
 else
 {
 var testData = new //TestTemplateData()
 {
  first = new TemplateDataItem(first),
  keyword1 = new TemplateDataItem(keyword1),
  keyword2 = new TemplateDataItem(keyword2),
  keyword3 = new TemplateDataItem(keyword3),
  keyword4 = new TemplateDataItem(keyword4),
  remark = new TemplateDataItem(remark)
 };

 var result = await TemplateApi.SendTemplateMessageAsync(_wechat.APPID, openId, "m6td4jp_heMA5rhopbUaHApOlp2DD5x18BMXWKj3M5U", url, testData);
 return ReturnString(0, "成功");
 }
}

2、并行編程

并行編程的出現(xiàn)實(shí)際上是隨著CPU有多核而興起的，目的是充分利用多核CPU的計(jì)算能力。并行編程由于會(huì)提高CPU的利用率，更適合客戶端的一些應(yīng)用，對(duì)于服務(wù)端的應(yīng)用可能會(huì)造成負(fù)面影響（因?yàn)?a title="服務(wù)器" target="_blank" href="http://kemok4.com/">服務(wù)器本身就具有并行處理的特點(diǎn)，比如IIS會(huì)并行的處理多個(gè)請(qǐng)求）。我自己使用并行編程最多的場景是之前分析環(huán)境數(shù)據(jù)不確定度的時(shí)候，使用并行的方式計(jì)算蒙特卡洛模擬（計(jì)算上千次之后擬合），當(dāng)然后來我使用泰勒級(jí)數(shù)展開來計(jì)算不確定度，沒有這么多的計(jì)算量就無需并行了。當(dāng)然在計(jì)算多方案結(jié)果比較的情況下，還是繼續(xù)使用了并發(fā)計(jì)算。

在.NET中，并行的支持主要靠.NET 4.0引入的任務(wù)并行庫和并行LINQ。通過這些庫可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)并行處理（處理方式相同，輸入數(shù)據(jù)不同，比如我上面提到的應(yīng)用場景）或者任務(wù)并行處理（處理方式不同，且數(shù)據(jù)隔離）。通過使用并行處理庫，你不用關(guān)心Task的創(chuàng)建和管理（當(dāng)然更不用說底層的線程了），只需要關(guān)注處理任務(wù)本身就行了。

具體的用法還是參考官方文檔

3、響應(yīng)式編程

響應(yīng)式編程最近成為了一個(gè)Buzzword，其實(shí)微軟6年前就開始給.NET提供一個(gè)Reactive Extensions了。一開始要理解響應(yīng)式編程有點(diǎn)困難，但是一旦理解了，你就會(huì)對(duì)它的強(qiáng)大功能愛不釋手。簡單來說，響應(yīng)式編程把事件流看作數(shù)據(jù)流，不過數(shù)據(jù)流是從IEnumable中拉取的，而事件流是從IObservable推送給你的。為什么響應(yīng)式編程可以實(shí)現(xiàn)并發(fā)呢？這是因?yàn)镽x做到線程不可知，每次事件觸發(fā)，后續(xù)的處理會(huì)從線程池中任意取出一個(gè)線程來處理。且可以對(duì)事件設(shè)置窗口期和限流。舉個(gè)例子，你可以用Rx來讓搜索文本框進(jìn)行延遲處理（而不用類似我很早的時(shí)候用個(gè)定時(shí)器來延遲了）。

要詳細(xì)了解Rx最好的方式就是瀏覽 IntroToRx.com 這個(gè)網(wǎng)站，當(dāng)然還有官方文檔

4、數(shù)據(jù)流編程

數(shù)據(jù)流（DataFlow）編程可能大家就更陌生了，不過還是有些常用場景可以使用數(shù)據(jù)流來解決。數(shù)據(jù)流其實(shí)是在任務(wù)并行庫（TPL）上衍生出來的一套處理數(shù)據(jù)的擴(kuò)展（也結(jié)合了異步的特性），TPL也是處理并行編程中任務(wù)并行和數(shù)據(jù)并行的基礎(chǔ)庫。

望文生義，TPL DataFlow就是對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行一連串處理，首先為這樣的處理定義一套網(wǎng)格（mesh），網(wǎng)格中可以定義分叉（fork）、連接（join）、循環(huán)（loop）。數(shù)據(jù)流入這樣的處理網(wǎng)格就能夠并行的被處理。你可以認(rèn)為網(wǎng)格是一種升級(jí)版的管道，實(shí)際上很多時(shí)候就是被當(dāng)作管道來使用。使用場景可以是“分析文本文件中詞頻”，也可以是“處理生產(chǎn)者/消費(fèi)者問題”。

參考資料當(dāng)然也是官方文檔。

5、Actor模型

Scala有Akka，其實(shí)微軟研究院也推出了Orleans來支持了Actor模型的實(shí)現(xiàn)，當(dāng)然也有Akka.NET可用。Orleans設(shè)計(jì)的目標(biāo)是為了方便程序員開發(fā)需要大規(guī)模擴(kuò)展的云服務(wù), 可用于實(shí)現(xiàn)DDD+EventSourcing/CQRS系統(tǒng)。

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