Question

我正在编写一个多人游戏服务器，我正在研究新的C＃async / await功能的方法帮我。服务器的核心是一个循环，它可以快速更新游戏中的所有角色可以：

while (!shutdown)
{
    foreach (var actor in actors)
        actor.Update();

    // Send and receive pending network messages
    // Various other system maintenance
}

这个循环需要处理数千个actor并且每秒更新多次以保持游戏运行顺畅。有些演员偶尔会在更新功能中执行缓慢的任务从数据库中获取数据，这是我想要使用异步的地方。一旦检索到这些数据演员想要更新游戏状态，这必须在主线程上完成。

由于这是一个控制台应用程序，我打算编写一个可以调度的SynchronizationContext 挂起代表到主循环。这允许这些任务在完成后更新游戏并允许未处理的异常被抛入主循环。我的问题是，如何编写异步更新功能？这非常好用，但打破了不使用async void的建议：

Thing foo;

public override void Update()
{
    foo.DoThings();

    if (someCondition) {
        UpdateAsync();
    }
}

async void UpdateAsync()
{
    // Get data, but let the server continue in the mean time
    var newFoo = await GetFooFromDatabase();

    // Now back on the main thread, update game state
    this.foo = newFoo;
}

我可以将Update（）异步并将任务传播回主循环，但是：

我不想为数千个永远不会使用它的更新增加开销。
即使在主循环中，我也不想等待任务并阻止循环。
等待任务会导致死锁，因为它需要在等待的线程上完成。

如何处理我无法等待的所有这些任务？我唯一一次想知道他们都是完成是我关闭服务器，但我不想收集生成的每个任务可能需要数周的更新。

Answer 1

我的理解是，它的关键在于你想要：

while (!shutdown)
{
    //This should happen immediately and completions occur on the main thread.
    foreach (var actor in actors)
        actor.Update(); //includes i/o bound database operations

    // The subsequent code should not be delayed
   ...
}

while循环在主控制台线程中运行的位置。这是一个紧密的单线程循环。您可以并行运行foreach，但是您仍然需要等待运行时间最长的实例（用于从数据库获取数据的i / o绑定操作）。

等待异步不是此循环中的最佳选项，您需要在线程池上运行这些i / o数据库任务。在线程池上，async await对于释放池线程非常有用。

因此，接下来的问题是如何将这些完成返回到主线程。好吧，看起来你需要一些与主线程上的消息泵相当的东西。有关如何执行此操作的信息，请参阅this post，尽管这可能有点沉重。您可以只有一个完整队列，您可以通过while循环检查每个传递中的主线程。您可以使用其中一个concurrent data structures来执行此操作，以便它是所有线程安全的，然后在需要设置时设置Foo。

似乎有一些空间来合理化这种对演员和线程的轮询，但是在不知道应用程序的细节的情况下很难说。

有几点： -

如果您没有在某个任务上等待，则主控制台线程将退出，您的应用程序也将退出。有关详细信息，请参阅here。
正如您所指出的那样，等待异步不会阻塞当前线程，但它确实意味着await之后的代码只会在完成await时执行。
在调用线程上完成可能会也可能不会完成。您已经提到了同步上下文，因此我不会详细介绍。
控制台应用上的同步上下文为空。有关信息，请参阅here。
Async并不适用于即发即弃型操作。

对于火灾和遗忘，您可以根据您的情况使用其中一个选项：

使用Task.Run或Task.StartNew。见here for differences。
对在自己的线程池下运行的长时间运行方案使用生产者/消费者类型模式。

请注意以下事项： -

您需要处理生成的任务/线程中的异常。如果您没有观察到任何异常，您可能想要处理这些，甚至只是为了记录它们的出现。请参阅有关unobserved exceptions。
如果您的进程在这些长时间运行的任务在队列中或者启动它们将无法运行时死亡，那么您可能需要某种持久性机制（数据库，外部队列，文件）来跟踪这些操作的状态。

如果您想了解这些任务的状态，那么您需要以某种方式跟踪它们，无论是内存列表，还是通过查询自己的线程池的队列或查询持久性机制。关于持久性机制的好处在于它对崩溃具有弹性，在关机期间你可以立即关闭，然后在重新启动时获取你最终的位置（这当然取决于任务在其中运行的重要性）某个时间段。）

Answer 2

首先，我建议您不要使用自己的SynchronizationContext;我有一个可用作AsyncEx library的一部分，我通常用于控制台应用。

就更新方法而言，它们应该返回Task。我的AsyncEx库有许多＆＃34;任务常量＆＃34;当你有一个可能异步的方法时，这很有用：

public override Task Update() // Note: not "async"
{
  foo.DoThings();

  if (someCondition) {
    return UpdateAsync();
  }
  else {
    return TaskConstants.Completed;
  }
}

async Task UpdateAsync()
{
  // Get data, but let the server continue in the mean time
  var newFoo = await GetFooFromDatabase();

  // Now back on the main thread, update game state
  this.foo = newFoo;
}

回到你的主循环，解决方案并不是那么清楚。如果你希望每个演员在继续下一个演员之前完成，那么你可以这样做：

AsyncContext.Run(async () =>
{
  while (!shutdown)
  {
    foreach (var actor in actors)
      await actor.Update();
    ...
  }
});

或者，如果你想同时启动所有演员并等待他们全部完成，然后再转到下一个＆＃34;勾选＆＃34;，你可以这样做：

AsyncContext.Run(async () =>
{
  while (!shutdown)
  {
    await Task.WhenAll(actors.Select(actor => actor.Update()));
    ...
  }
});

当我说＆＃34;同时＆＃34;上面，它实际上按顺序启动每个actor，并且因为它们都在主线程上执行（包括async延续），所以没有实际的同时行为;每个代码＆＃34;代码＆＃34;将在同一个线程上执行。

Answer 3

我强烈建议您观看此视频或只是查看幻灯片： Three Essential Tips for Using Async in Microsoft Visual C# and Visual Basic

根据我的理解，在这种情况下你可能应该做的是在Task<Thing>甚至UpdateAsync中返回Update。

如果您在主循环外部使用'foo'执行某些异步操作，那么在将来的顺序更新期间异步部分完成时会发生什么？我相信你真的想等待所有的更新任务完成，然后一次性交换你的内部状态。

理想情况下，您首先启动所有慢速（数据库）更新，然后执行其他更快速的更新，以便尽快准备好整个集合。

我怎么处理异步任务我不想等待？

3 个答案: