[c#] Как переписать многопоточное приложение в асинхронное?

Question

[Алексей Г]

Имеется сервер - многопоточное приложение , в котором есть рабочие потоки, добывающие информацию постоянно, и главный поток с работой с сетью и ждущий сигнала завершения работы.

Вопрос: что нужно изменить чтобы переписать программу с использованием асинхронности (async/await) ?

ниже упрощенный код приложения.

using System;
using System.Threading;
namespace testthread;

class WorkClass {
    int Data;
    readonly ManualResetEvent _mainExitEvent;
    readonly ManualResetEvent _workEndedEvent;
    public WorkClass(int data, ManualResetEvent mainExitEvent, ManualResetEvent workEndedEvent) {
        Data = data;
        _mainExitEvent = mainExitEvent;
        _workEndedEvent = workEndedEvent;
    }
    public void ThreadProc() {
        Console.WriteLine($"thread {Data} started");
        var r = new Random();
        do {
            Thread.Sleep(2000); // очень важная работа          
        }
        while (!_mainExitEvent.WaitOne(r.Next(2000)));
        Console.WriteLine($"thread {Data} stopped");
        _workEndedEvent.Set(); // событие того, что работа зкончена
    }
}

public class Program { 
    public static void Main(string[] args) {
        ManualResetEvent mainExitEvent = new(false);
        const int THREAD_COUNT = 10;
        ManualResetEvent [] workEndEvents = new ManualResetEvent[THREAD_COUNT];
        for (int i = 0; i < THREAD_COUNT; i++) {
            workEndEvents[i] = new ManualResetEvent(false);
            WorkClass work = new WorkClass(i, mainExitEvent, workEndEvents[i]);
            Thread workThread = new Thread(new ThreadStart(work.ThreadProc));
            workThread.Start();
        }
        Thread.Sleep(10);
        Console.WriteLine("press any key to exit from main thread");

        // tcpListener.Start();
        // modbus_network.ListenAsync();

        Console.ReadKey();  // по какому-то условию заканчиваем работу
        Console.WriteLine("trying to exit:");
        mainExitEvent.Set();
        Thread.Sleep(10);
        WaitHandle.WaitAll(workEndEvents);
        Console.WriteLine("All exited!");
    }
}

Про асинхронность читал, но не понимаю, как и чем она поможет тут.

Comments

[Василий Банников]

А та очень важная долгая работа сама может быть заменена на асинхронную?
Там есть работа с IO?
Что вообще тут происходит? Можешь принципиальную схему нарисовать, без ухода в детали?

[Алексей Г]

ммм, где-то там внутри есть

using HttpClient client = new HttpClient();
var response = await client.PostAsync(_url, parametersContent);
string answer = await response.Content.ReadAsStringAsync();

Это означает, что может?

[Владимир Коротенко]

Алексей Г, может, но смотри. Асинхронность по сути эта таже многопоточность, там есть пул потоков, фреймворк всем этим оркестрирует. Так что выигрыша как такового переписав в лоб ты не получишь

[Алексей Г]

Василий Банников, что происходит... Схема такова:
Есть массив серверов, которые надо регулярно опрашивать (это делаю в рабочих потоках HttpClient.PostAsync(_url, parametersContent)) (скажем раз в 10сек). И есть задача предоставлять эти данные (tcpListener.Start(); modbus_network.ListenAsync()), которую реализую в главном потоке.
Чем тут поможет асинхронность и как ее реализовать?

Владимир Коротенко, Я понимаю, что там в асинхронности тоже потоки, которыми не надо управлять. И вопрос не про выигрыш, а про удобность написания. Как мне нужно мыслить, чтобы написать в асинхронном стиле. Что должно измениться?

[Василий Банников]

Алексей Г, да, но:
1. HttpClient следует переиспользовать - это как минимум небольшой плюсик будет.
2. Я бы сделал примерно так:
Каждый "опрашивальщик" я бы засунул в отдельную таску. Внутри каждой таски было бы что-то типа:

while(!cancellationToken.IsCancellationRequested) {
  var requestResult = await requester.Perform();
  await channelWriter.WriteAsync(requestResult, cancellationToken);
  await Task.Delay(TimeSpan.FromSeconds(10));
}

А на стороне главного потока -

await foreach(var result in channelReader.ReadAllAsync(cancellationToken)) {
  // Делаем какие-то дела с резалтом
}

channelReader и channelWriter - это из System.Threading.Channels
Асинхронность тут поможет тем, что ты будешь использовать меньше потоков, а значит меньше ресурсов.

Но зачем всё это делать, если существующее решение работает?

[Владимир Коротенко]

Алексей Г, Традиционно работа с потоками это наиболее сложная задача программирования, сложнее разве что планирование времени на задачи.
Посмотрите тут https://docs.microsoft.com/ru-ru/dotnet/standard/p...

Answer 1

[rPman]

не понятна цель перевода универсального кода на основе потоков к асинхронному коду, чья нормальная работа допускается с кучей оговорок.
может лучше оставить как есть?

По коду видно что в внутри потока реализован свой event loop, это хорошо, значит работа уже разделена на кусочки
таким образом тебе осталось эти кусочки важной работы раскидать на события (т.е. к примеру вызов каждого нового кусочка - новое событие, значит нужно сформулировать условие создание следующего события, например если это просто 'вычисления' то по очереди создаешь события для куска работы от каждого потока, чтобы они по очереди выполнялись)

Comments

[Алексей Г]

@rPman
Может и лучше оставить как есть, а может и нет. Разбираюсь с этим. Вопрос в удобности и освоении стиля.
про event loop не понял, где он тут, кроме главного потока.

[rPman]

do {
...
}
while (!_mainExitEvent.WaitOne(r.Next(2000)));

и вообще workEndEvents
но наверное я неверно понял логику твоего кода

если я не прав то тем более на асинхронщину тебе будет сложно переделать, главное что для этого нужно чтобы задача, решаемая, разделялась на маленькие кусочки, логически разделенные на как обработчики событий

если этого нет, то переделывать на асинхронщину бессмысленно и невероятно сложно