Tutoriel pour apprendre à programmer avec les pools de threads en C#

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19/01/2017, 17h23
François DORIN

Bonjour à toutes et à tous,

Je vous propose le troisième tutoriel de la série pour apprendre l'utilisation du pool de threads en programmation C#. Vous pouvez le consulter à l'adresse suivante : http://fdorin.developpez.com/tutorie...eadpool/part3/

Au programme, l'utilisation des mots-clés async et await.

Bonne lecture, et n'hésitez pas à apporter vos commentaires

:fleche: Retrouvez les meilleurs et tutoriels pour apprendre la programmation C#
19/01/2017, 17h51
lutecefalco

Hello

Tu peux préciser ce que tu veux dire ici : "Avec la plateforme .Net, la programmation asynchrone est généralement multitâche, et lorsque c'est le cas, utilise des threads… du pool de threads !" ?
Car par défaut, async/await ne crée pas de nouveaux threads
19/01/2017, 19h12
François DORIN

Bonjour,

Ce que je veux dire, c'est qu'hormis dans un contexte particulier (par exemple, thread graphique), c'est la configuration par défaut qui est utilisée. Cette configuration utilise le pool de threads, c'est-à-dire que async/await ne créé par directement de nouveau thread, mais demande un thread au pool de threads. Si le pool de threads ne dispose pas de thread disponible, et si la limite max de threads n'est pas atteinte, alors dans ce cas un thread est créé. Mais uniquement dans ce cas. Dans le cas contraire, la tâche est simplement mise en attente.

Maintenant, tu as raison puisqu'en général, async/await ne créé pas de thread, car réutilise un thread déjà existant.
19/01/2017, 20h39
lutecefalco

Hmmm, je ne suis pas d'accord.
Pour moi, le await/async ne fait que "libérer" le thread courant pour faire autre chose et l'async est géré sur ce même thread lors du "call back"
19/01/2017, 23h30
François DORIN

Citation:

Envoyé par lutecefalco

Pour moi, le await/async ne fait que "libérer" le thread courant pour faire autre chose et l'async est géré sur ce même thread lors du "call back"

C'est exact lorsque l'appel à lieu dans le thread graphique. Mais hors thread graphique, le pool de threads est bel et bien utilisé.

Pour t'en convaincre, voici un petit programme a exécuté en mode console :
Code:

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 using System; using System.Collections.Generic; using System.Linq; using System.Text; using System.Threading.Tasks; namespace AsyncAwaitTest { class Program { static void Main(string[] args) { Console.WriteLine("Thread ID dans le programme principal : {0}", System.Threading.Thread.CurrentThread.ManagedThreadId); Task task = TestTaskAsync(); task.Wait(); Console.Write("Fin du programme"); Console.ReadLine(); } static async Task TestTaskAsync() { await Task.Run(() => { Console.WriteLine("Thread ID de la tâche : {0}", System.Threading.Thread.CurrentThread.ManagedThreadId); }); } } }
Tu pourras constater que l'ID du thread principal est différent de l'ID du thread exécutant la tâche.

Exécuter cet exemple depuis le thread graphique (en le modifiant légèrement, pour faire en sorte que le code contenu dans le Main soit appelé suite à un clic sur un bouton par exemple) va même provoquer un interblocage (car le task.Wait va mettre en attente le thread graphique, qui de se fait ne pourra pas exécuter la tâche, et donc attendra indéfiniment).

Ouais mais là tu triches en passant par Task.Run
Si tu reprends ton exemple de code:
Code:

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 static void Main(string[] args) { Console.WriteLine(DateTime.Now.ToString("HH:mm.ss")); var t = Async3Times(); t.Wait(); Console.WriteLine(DateTime.Now.ToString("HH:mm.ss")); Console.ReadLine(); } private async static Task Async3Times() { await HelloWorldAsync(); await HelloWorldAsync(); await HelloWorldAsync(); }
Là on attend 12 secondes.
S'il y avait eu création de threads différents et donc exécution en parallèle, ça aurait pris 4 secondes.
Ou alors j'ai zappé un truc, c'est pas trop mon domaine ça

Citation:

Envoyé par lutecefalco

Ouais mais là tu triches en passant par Task.Run

Aucune tricherie. Où il faut que tu m'expliques pourquoi. await attend une instance de Task. Je lui en fournie une.
Citation:
Envoyé par lutecefalco
Si tu reprends ton exemple de code:
Code:

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 static void Main(string[] args) { Console.WriteLine(DateTime.Now.ToString("HH:mm.ss")); var t = Async3Times(); t.Wait(); Console.WriteLine(DateTime.Now.ToString("HH:mm.ss")); Console.ReadLine(); } private async static Task Async3Times() { await HelloWorldAsync(); await HelloWorldAsync(); await HelloWorldAsync(); }
Là on attend 12 secondes.
S'il y avait eu création de threads différents et donc exécution en parallèle, ça aurait pris 4 secondes.
Ou alors j'ai zappé un truc, c'est pas trop mon domaine ça
Tu as effectivement zappé un truc. Que ton programme s'exécute parallèlement ou séquentiellement n'a aucune incidence ici. Pourquoi ? Car ta méthode Async3Times n'appelle pas 3 fois HelloWordAsync de manière parallèle mais de manière séquentielle. Il l'appelle une première fois et attend la fin de son exécution. Puis, l'appelle une seconde fois et attend la fin de son exécution, avant de l'appeler une troisième fois et d'attendre la fin de son exécution.

Ce qui s'exécute en parallèle dans ton code, c'est la méthode Async3Times qui s'exécute en parallèle de la méthode Main, et l'exécution des méthodes HelloWorldAsync qui s'exécute également sur un autre thread (qui potentiellement peut être le même que celui exécutant Async3Times car lorsque Async3Times est en attente sur un await, il libère le thread l'exécutant).

Le point important, c'est que lorsqu'une tâche est en attente d'une autre sur un await, elle libère le thread exécutant la tâche, au lieu de le bloquer comme le font les méthodes classiques. Pourquoi est-ce important ? Une des raisons justifiant l'introduction de ce concept async/await est de permettre l'écriture quasiment sans modification (juste le mot clé await à rajouter !), dans le thread graphique, de méthodes longues (attendant une communication réseau par exemple) qui ne bloquent pas l'interface graphique.

20/01/2017, 20h53
lutecefalco

Oui donc on a du multi tâches grâce aux tasks, et non via await / async
20/01/2017, 22h41
François DORIN

J'ai envie de dire oui, mais je ne suis pas sûr que tu aies bien compris pourquoi. async/await ne travaille que sur des instances de Task. Donc, là où tu as async/await, tu as forcément des tâches. Async/await est "juste" un sucre syntaxique pour faciliter la gestion de ces tâches (je mets juste entre guillemets car le code généré est sacrément compliqué).

Citation:

Envoyé par François DORIN

Ce qui s'exécute en parallèle dans ton code, c'est la méthode Async3Times qui s'exécute en parallèle de la méthode Main, et l'exécution des méthodes HelloWorldAsync qui s'exécute également sur un autre thread (qui potentiellement peut être le même que celui exécutant Async3Times car lorsque Async3Times est en attente sur un await, il libère le thread l'exécutant).

Je viens de voir que j'ai fais une erreur en disant cela (qui explique peut-être ton incompréhension).
Lorsque le code que tu as donné en exemple appelle la méthode Async3Times, la méthode s'exécute d'abord, non pas sur un thread différent, mais sur le thread courant. Arrivé au premier await, la fonction retourne une valeur (une instance de Task) et l'exécution du programme principal continue.

Ensuite, une fois que la tâche attendue par le await a terminé son exécution, la méthode Async3Times continue son exécution, mais sur un thread différent du thread principal (et donc l'async n'est pas géré sur le même thread lors du "call back" comme tu pouvais l'écrire plus haut, mais l'est pour la portion de code situé avant le premier await (bon, ici, il n'y en a pas) )
25/01/2017, 12h53
tlt

Bonjour.
Juste une remarque: Il y a un problème avec le lien pdf du tuto.
25/01/2017, 13h40
François DORIN

Merci. C'est corrigé.
09/02/2017, 11h01
stailer

Merci pour cet article,

En faisant des tests sur ma classe qui gère une suite de tâche je me suis aperçu que dans certains contextes mon application (une Winform et une autre Wpf) pouvait bloquer en attendant la fin.
J'ai donc pu modifier et corriger le problème.

Cet article est très concret sans blabla théorique inutile. Beau travail.
09/02/2017, 12h38
François DORIN

Merci pour ce retour. Cela fait toujours plaisir à lire :)
19/04/2017, 13h51
François DORIN

Bonjour à toutes et à tous,

Je vous propose le quatrième et dernier tutoriel de la série pour apprendre l'utilisation du pool de threads en programmation C#. Vous pouvez le consulter à l'adresse suivante : http://fdorin.developpez.com/tutorie...eadpool/part4/

Au programme, la réalisation de tâches périodiques !

Bonne lecture, et n'hésitez pas à apporter vos commentaires

:fleche: Retrouvez les meilleurs et tutoriels pour apprendre la programmation C#
19/04/2017, 15h28
ebastien

Bonjour,

Très bon tutoriel et comme à chaque fois, clair et précis. On sent la maîtrise du sujet...
21/04/2017, 12h36
François DORIN

Merci :)

bonjour

j'avais besoin d'une queue de thread enfin d'exécuter des fonctions en queue (façon thread pour libérer le système)
je me doute qu'on aurait pu faire un thread qui exécute chaque fonctions les unes après les autres
ou utiliser une queue dans un thread, mais au final comme je trouve ce code plutôt simple

j'aimerais donc juste savoir si cette solution pourrait être judicieuse
voila mon code

Code:

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 public static class ThreadQueue
    {
        private static object mutex = new object();
 
        public static void QueueUserWorkItem(WaitCallback callBack)
        {
            WaitCallback cw = x =>
            {
                lock (mutex)
                {
                    callBack.Invoke(null);
                }
            };
            ThreadPool.QueueUserWorkItem(cw);
            Thread.Sleep(1);
        }       
    }

avec une utilisation suivante

Code:

1
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 ThreadQueue.QueueUserWorkItem(ThreadProc);
 ThreadQueue.QueueUserWorkItem(ThreadProc2);
 ThreadQueue.QueueUserWorkItem(ThreadProc3);

Code:

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static void ThreadProc(Object stateInfo)
        {
            Console.WriteLine("START 1");
            Thread.Sleep(3000);
            Console.WriteLine("END 1");
        }
        static void ThreadProc2(Object stateInfo)
        {
            Console.WriteLine("START 2.");
            Thread.Sleep(2000);
            Console.WriteLine("END 2.");
        }
        static void ThreadProc3(Object stateInfo)
        {
            Console.WriteLine("START 3.");
            Console.WriteLine("END 3.");
        }

Oui cela devrait marcher (j'ai juste lu, je n'ai pas testé !).

Le mutex permet de s'assurer que les différentes tâches seront exécutées les unes après les autres, et non en même temps. La simplicité ici vient que la gestion du thread qui exécute les fonctions est totalement laissé au système. Pas besoin de le créer soit même.

S'il n'y a pas beaucoup de tâches en attente, c'est méthode est tout à fait acceptable. S'il y en a beaucoup, je recommande l'utilisation d'un sémaphore binaire (=mutex) avec usage de async/await au lieu de l'instruction lock. En effet, avec l'instruction lock, tu vas réquisitionner un thread du pool de thread. Avec async/await, tu vas dire le libérer le temps de l'attente. Pour 3 tâches en attente max, ce n'est pas un soucis. Pour 200, c'est une autre histoire.
Code:

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 public static class ThreadQueue { private static SemaphoreSlim mutex = new SemaphoreSlim (1, 1); public static void QueueUserWorkItem(WaitCallback callBack) { WaitCallback cw = x => { await semaphoreSlim.WaitAsync(); // on attend de récupérer le mutex try { callBack.Invoke(null); } finally { semaphoreSlim.Release(); // on libère le mutex. Très important le bloc finally ici, car le mutex doit être libérer dans tous les cas, y compris quand il y a une exception dans le callBack ! } }; ThreadPool.QueueUserWorkItem(cw); } }
Juste une remarque : je ne vois pas l'utilité du Thread.Sleep(1); dans la méthode QueueUserWorkItem.

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