在CLR中使用托管线程和光纤
Using managed threads and fibers in CLR
好的,下面的链接有一个警告,说明讨论使用了不受支持和未记录的api。好吧,我试着用任何方式的代码样本。它基本上是有效的。关于下面有关例外的具体问题有什么想法吗?
http://msdn.microsoft.com/en-us/magazine/cc164086.aspx仅供参考,我对原始样品进行了改进。它正在维护一个指向"前一个纤维"的指针。相反,下面更新的示例使用了一个传递给每个光纤类的"mainfiber"指针。通过这种方式,它们总是屈服于主纤维。这允许主光纤处理所有其他光纤的调度。其他纤维总是"屈服"回主纤维。
发布这个问题的原因与在光纤中抛出异常有关。根据文章,通过使用带有CreateLogicalThreadState()、SwitchOutLogicalThreadState()等的CorBindToRunTime API,框架将为每个光纤创建一个托管线程,并正确处理异常。
然而,在包含的代码示例中,它有一个UUnit测试,该测试在一个光纤中抛出一个托管异常,并在同一个光纤中捕获它。那软的很管用。但是在通过记录消息来处理它之后,似乎堆栈处于不良状态,因为如果光纤调用任何其他方法,甚至是空方法,整个应用程序都会崩溃。这对我来说意味着SwitchOutLogicalThreadState()和SwitchInLogicalThreadState()可能没有被正确使用,或者可能他们没有做他们的工作。
注意:这个问题的一个线索是托管代码注销了thread . currentthread . managedthreaddid,对于每个光纤都是一样的。这表明CreateLogicalThreadState()方法并没有像宣传的那样真正创建一个新的托管线程。
为了更好地分析这一点,我制作了一个伪代码清单,列出了用于处理光纤的低级api的顺序。记住,所有的纤维都在同一个线程上运行所以没有同时发生的事情,这是线性逻辑。当然,必要的技巧是保存和恢复堆栈。这似乎就是问题所在。
它开始是一个简单的线程,然后它转换成一个纤维:
- ConvertThreadToFiber (objptr);
- CreateFiber()//创建多个win32光纤
现在第一次调用一个纤维,它的启动方法这样做:
- corhost -> SwitchOutLogicalThreadState(和饼干);主要的饼干是
- SwitchToFiber ();//第一次调用光纤启动方法
- corhost -> CreateLogicalThreadState ();
- 运行主光纤抽象方法
最终纤维需要返回到主纤维:
- corhost -> SwitchOutLogicalThreadState(和饼干);
- SwitchToFiber(纤维);
- corhost -> SwitchInLogicalThreadState(和饼干);//主光纤饼干,对吧?
主纤维也将恢复先前存在的纤维:
- corhost -> SwitchOutLogicalThreadState(和饼干);
- SwitchToFiber(纤维);
- corhost -> SwitchInLogicalThreadState(和饼干);//主纤维饼干,对吧?
下面是fibers.cpp,它为托管代码封装了光纤api。
#define _WIN32_WINNT 0x400
#using <mscorlib.dll>
#include <windows.h>
#include <mscoree.h>
#include <iostream>
using namespace std;
#if defined(Yield)
#undef Yield
#endif
#define CORHOST
namespace Fibers {
typedef System::Runtime::InteropServices::GCHandle GCHandle;
VOID CALLBACK unmanaged_fiberproc(PVOID pvoid);
__gc private struct StopFiber {};
enum FiberStateEnum {
FiberCreated, FiberRunning, FiberStopPending, FiberStopped
};
#pragma unmanaged
#if defined(CORHOST)
ICorRuntimeHost *corhost;
void initialize_corhost() {
CorBindToCurrentRuntime(0, CLSID_CorRuntimeHost,
IID_ICorRuntimeHost, (void**) &corhost);
}
#endif
void CorSwitchToFiber(void *fiber) {
#if defined(CORHOST)
DWORD *cookie;
corhost->SwitchOutLogicalThreadState(&cookie);
#endif
SwitchToFiber(fiber);
#if defined(CORHOST)
corhost->SwitchInLogicalThreadState(cookie);
#endif
}
#pragma managed
__gc __abstract public class Fiber : public System::IDisposable {
public:
#if defined(CORHOST)
static Fiber() { initialize_corhost(); }
#endif
Fiber() : state(FiberCreated) {
void *objptr = (void*) GCHandle::op_Explicit(GCHandle::Alloc(this));
fiber = ConvertThreadToFiber(objptr);
mainfiber = fiber;
//System::Console::WriteLine( S"Created main fiber.");
}
Fiber(Fiber *_mainfiber) : state(FiberCreated) {
void *objptr = (void*) GCHandle::op_Explicit(GCHandle::Alloc(this));
fiber = CreateFiber(0, unmanaged_fiberproc, objptr);
mainfiber = _mainfiber->fiber;
//System::Console::WriteLine(S"Created worker fiber");
}
__property bool get_IsRunning() {
return state != FiberStopped;
}
int GetHashCode() {
return (int) fiber;
}
bool Resume() {
if(!fiber || state == FiberStopped) {
return false;
}
if( state == FiberStopPending) {
Dispose();
return false;
}
void *current = GetCurrentFiber();
if(fiber == current) {
return false;
}
CorSwitchToFiber(fiber);
return true;
}
void Dispose() {
if(fiber) {
void *current = GetCurrentFiber();
if(fiber == current) {
state = FiberStopPending;
CorSwitchToFiber(mainfiber);
}
state = FiberStopped;
System::Console::WriteLine( S"nDeleting Fiber.");
DeleteFiber(fiber);
fiber = 0;
}
}
protected:
virtual void Run() = 0;
void Yield() {
CorSwitchToFiber(mainfiber);
if(state == FiberStopPending)
throw new StopFiber;
}
private:
void *fiber, *mainfiber;
FiberStateEnum state;
private public:
void main() {
state = FiberRunning;
try {
Run();
} catch(System::Object *x) {
System::Console::Error->WriteLine(
S"nFIBERS.DLL: main Caught {0}", x);
}
Dispose();
}
};
void fibermain(void* objptr) {
//System::Console::WriteLine( S"nfibermain()");
System::IntPtr ptr = (System::IntPtr) objptr;
GCHandle g = GCHandle::op_Explicit(ptr);
Fiber *fiber = static_cast<Fiber*>(g.Target);
g.Free();
fiber->main();
System::Console::WriteLine( S"nfibermain returning");
}
#pragma unmanaged
VOID CALLBACK unmanaged_fiberproc(PVOID objptr) {
#if defined(CORHOST)
corhost->CreateLogicalThreadState();
#endif
fibermain(objptr);
#if defined(CORHOST)
corhost->DeleteLogicalThreadState();
#endif
}
}
上面的fibers.cpp类文件是Visaul c++项目中唯一的类。它是作为一个支持CLR的DLL构建的,使用/CLR:oldstyle switch。
using System;
using System.Threading;
using Fibers;
using NUnit.Framework;
namespace TickZoom.Utilities
{
public class FiberTask : Fiber
{
public FiberTask()
{
}
public FiberTask(FiberTask mainTask)
: base(mainTask)
{
}
protected override void Run()
{
while (true)
{
Console.WriteLine("Top of worker loop.");
try
{
Work();
}
catch (Exception ex)
{
Console.WriteLine("Exception: " + ex.Message);
}
Console.WriteLine("After the exception.");
Work();
}
}
private void Work()
{
Console.WriteLine("Doing work on fiber: " + GetHashCode() + ", thread id: " + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
++counter;
Console.WriteLine("Incremented counter " + counter);
if (counter == 2)
{
Console.WriteLine("Throwing an exception.");
throw new InvalidCastException("Just a test exception.");
}
Yield();
}
public static int counter;
}
[TestFixture]
public class TestingFibers
{
[Test]
public void TestIdeas()
{
var fiberTasks = new System.Collections.Generic.List<FiberTask>();
var mainFiber = new FiberTask();
for( var i=0; i< 5; i++)
{
fiberTasks.Add(new FiberTask(mainFiber));
}
for (var i = 0; i < fiberTasks.Count; i++)
{
Console.WriteLine("Resuming " + i);
var fiberTask = fiberTasks[i];
if( !fiberTask.Resume())
{
Console.WriteLine("Fiber " + i + " was disposed.");
fiberTasks.RemoveAt(i);
i--;
}
}
for (var i = 0; i < fiberTasks.Count; i++)
{
Console.WriteLine("Disposing " + i);
fiberTasks[i].Dispose();
}
}
}
}
上面的单元测试给出以下输出,然后严重崩溃:
Resuming 0
Top of worker loop.
Doing work on fiber: 476184704, thread id: 7
Incremented counter 1
Resuming 1
Top of worker loop.
Doing work on fiber: 453842656, thread id: 7
Incremented counter 2
Throwing an exception.
Exception: Just a test exception.
After the exception.
前一段时间,我遇到了同样的问题-我试图在。net 3.5(后来的4.0)中使用代码片段,它崩溃了。这使我放弃了"粗糙"的解决方案。事实是。net缺少一个通用的协同例程概念。有一些家伙通过枚举器和yield
关键字来模拟协同例程(参见http://fxcritic.blogspot.com/2008/05/lightweight-fibercoroutines.html)。然而,这对我来说有明显的缺点:它不像旧的Win32纤维那样直观地使用,它要求您使用IEnumerable
作为每个协例程的返回类型。
也许这篇文章:http://msdn.microsoft.com/en-us/vstudio/gg316360对你来说是有趣的。微软即将引入一个新的async
关键字。提供了社区技术预览版(CTP)供下载。我想应该有可能在这些异步扩展之上开发一个干净的协同例程实现。
使用光纤时,必须在切换到主光纤之前将异常管理堆栈状态存储在本地变量(堆栈上)上。开关(when execution comes back)
之后的第一个操作是从本地变量中的备份中恢复异常堆栈。看看这篇关于如何在Delphi中使用纤维而不破坏异常处理的博客文章:http://jsbattig.blogspot.com/2015/03/how-to-properly-support-windows-fibers.html
关键是,如果你想使用纤维并编写异常处理程序,并且在内部切换纤维并try finally或try-catch块,你将不得不弄清楚如何使用CLR来做到这一点。
我在c#中玩纤维,我还找不到方法。如果有办法做到这一点,我想这将是一个黑客在一天结束。
可以使用Delphi协程框架https://github.com/Purik/AIO它已经完成了Fibers的实现。
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