是Socket。* Async方法是否有线程？

Question

我目前正在尝试确定什么是最小化我在TCP主服务器中使用的线程数量的最佳方法，以便最大限度地提高性能。

由于我最近阅读了很多C＃5.0的新异步功能，异步并不一定意味着多线程。它可能意味着在较小的有限状态对象块中分离，然后通过交替处理与其他操作一起处理。但是，我不知道如何在网络中做到这一点，因为我基本上“等待”输入（来自客户端）。

因此，我不会对所有套接字使用ReceiveAsync（），它只是连续创建和结束线程（假设 创建线程）。

因此，我的问题或多或少：主服务器在没有每个连接一个“线程”的情况下可以采用什么架构？

奖励酷点的一个问题：为什么多线程坏了，考虑到拥有超过处理核心数量的线程数量只会使机器“假”多线程，就像任何其他异步方法一样？ / p>

Answer 1

不，你不一定要创建线程。您可以通过两种方式进行异步，而无需始终设置和删除线程：

1. 你可以拥有一个“小”数量的长期线程，让它们在没有工作要做的时候休眠（这意味着操作系统永远不会安排它们执行，因此资源消耗很小）。然后，当工作到达时（即调用Async方法），唤醒其中一个并告诉它需要做什么。很高兴认识你，managed thread pool。
2. 在Windows中，最有效的异步机制是I/O completion ports，它可以同步对I / O操作的访问，并允许少量线程管理大量工作负载。

关于多线程：

拥有多个线程对性能而言并不坏， if

• 线程数量不会过多
• 线程不会使CPU过饱和

如果线程数过多，那么显然我们要对操作系统征税，必须跟踪并安排所有这些线程，这会消耗全局资源并减慢它的速度。

如果线程受CPU限制，那么操作系统将需要执行更频繁的上下文切换以保持公平性，并且上下文切换会降低性能。实际上，使用user-mode threads（所有高度可扩展的系统都使用 - 想想RDBMS），我们的生活更加艰难，因此我们可以避免上下文切换。

<强>更新

我刚刚发现this question，它支持你不能预先知道多少线程太多的位置 - 有太多未知变量。

Answer 2

似乎*Async方法使用IOCP（通过使用Reflector查看代码）。

Answer 3

Jon的回答很棒。至于“附带问题”......见http://en.wikipedia.org/wiki/Amdahl%27s_law。 Amdel的定律表明，串行代码很快就会降低并行代码的收益。我们还知道线程协调（调度，上下文切换等）是串行的 - 因此在某些时候，更多线程意味着有如此多的串行步骤，以至于并行化优势会丢失，并且您具有净负面性能。这很棘手。这就是为什么在我们为框架定义“任务”以决定运行什么线程的同时让.NET管理线程的努力。该框架可以比操作系统在线程之间切换更有效地在任务之间切换，因为操作系统在执行此操作时需要担心许多额外的事情。

Answer 4

异步工作可以在没有一个线程的每个连接的情况下完成，或者是一个支持select或poll的操作系统的线程池（Windows支持这个，它是通过Socket.Select暴露出来。我不确定Windows上的性能，但这是其他地方非常常见的习惯用法。

一个线程是“泵”，它管理IO连接并监视对流的更改，然后向/从其他线程发送消息（可以想象为0 ... n，具体取决于型号）。具有0或1个附加线程的方法可能属于“事件机器”类别，如twisted（Python）或POE（Perl）。使用＆gt; 1个线程，调用者形成一个“隐式线程池”（本身），基本上只是卸载阻塞IO。

在一些语言的基础模型中也暴露了类似Actors，Continuations或Fibres的方法，这些方法会改变基本问题的处理方式 - 不要等待，做出反应。

快乐的编码。