聊一聊 C#线程池 的线程动态注入 (下)
一：背景
1. 讲故事
前面二篇我们聊到了
Thread.Sleep
和
Task.Result
场景下的线程注入逻辑，在线程饥饿的情况下注入速度都不是很理想，那怎么办呢？有没有更快的注入速度，这篇作为 动态注入 的终结篇，我个人总结如下两种方法，当然可能有更多的路子，知道的朋友可以在下面留言。
二：提高注入速度的两种方法
1. 降低GateThread的延迟时间
上一篇跟大家聊过 Result 默认情况下GateThread每秒会注入4个，底层逻辑是由
Blocking.MaxDelayMs=250ms
变量控制的，言外之意就是能不能减少这个变量的值呢？当然可以的，这里我们改成 100ms，参考代码如下：
static void Main(string[] args)
{
AppContext.SetData("System.Threading.ThreadPool.Blocking.MaxDelayMs", 100);
for (int i = 0; i < 10000; i++)
{
ThreadPool.QueueUserWorkItem((idx) =>
{
Console.WriteLine($"{DateTime.Now.ToString("yyyy-MM-dd HH:mm:ss:fff")} -> {idx}: 这是耗时任务");
try
{
var client = new HttpClient();
var content = client.GetStringAsync("https://youtube.com").Result;
Console.WriteLine(content.Length);
}
catch (Exception ex)
{
Console.WriteLine(ex.Message);
}
}, i);
}
Console.ReadLine();
}
现在我们还是用上一篇的方法在如下三个方法
HasBlockingAdjustmentDelayElapsed,PerformBlockingAdjustment,CreateWorkerThread
上埋日志断点，埋好之后运行程序观察。
从卦中的输出结果看，注入速度明显快了很多，判断阈值也从 250ms 变成了 100ms，每秒能注入
7~8
个线程，所以这是一个简单粗暴的提速方法。
2. 提高 MinThreads 的阈值
看过上两篇的朋友应该知道，我用过
喷涌而出
四个字来形容前 12个线程，这里的12是因为我的机器是 12 核，言外之意就是为什么要设置12呢？我能不能给它提升到 120，1200甚至更高的 12000 呢？这样线程的注入速度不是更快吗？有了这个想法赶紧上一段代码，参考如下：
static void Main(string[] args)
{
ThreadPool.SetMinThreads(10000, 10);
for (int i = 0; i < 10000; i++)
{
ThreadPool.QueueUserWorkItem((idx) =>
{
Console.WriteLine($"{DateTime.Now.ToString("yyyy-MM-dd HH:mm:ss:fff")} -> {idx}: 这是耗时任务");
Thread.Sleep(int.MaxValue);
}, i);
}
Console.ReadLine();
}
从卦中看，直接秒了这个 10000 个任务，但不要忘了你的程序此时有1w个线程，如果是32bit程序大概率因为虚拟地址不足直接崩了，如果是 64bit 可能也会导致非常可观的内存占用。
有些人可能对底层逻辑感兴趣，我特意花了点时间绘了一张图来描述底层的运转逻辑。
之所以能快速的产生新线程，核心判断条件是
numProcessingWork <= counts.NumThreadsGoal
，我们设置的 MinThread=10000 最后给到了 NumThreadsGoal 字段，所以现有线程数不超过 10000 的话，就会不断的调用
CreateWorkThread
产生新的工作线程。
接下来我们再聊一下 SetMinThreads 这里面的坑吧，如果你将刚才的
ThreadPool.SetMinThreads(10000, 10);
改成
ThreadPool.SetMinThreads(10000, 10000);
的话，将不会有任何效果，截图如下：
为什么会出现这样的情况呢？这得从源码上找答案，参考代码如下：
public class PortableThreadPool
{
private short _minThreads;
private short _maxThreads;
private short _legacy_maxIOCompletionThreads;
private const short DefaultMaxWorkerThreadCount = MaxPossibleThreadCount;
private const short MaxPossibleThreadCount = short.MaxValue;
private PortableThreadPool()
{
_minThreads = HasForcedMinThreads ? ForcedMinWorkerThreads : (short)Environment.ProcessorCount;
_maxThreads = HasForcedMaxThreads ? ForcedMaxWorkerThreads : DefaultMaxWorkerThreadCount;
_legacy_maxIOCompletionThreads = 1000;
}
}
public bool SetMinThreads(int workerThreads, int ioCompletionThreads)
{
if (workerThreads < 0 || ioCompletionThreads < 0)
{
return false;
}
bool flag = false;
bool flag2 = false;
this._threadAdjustmentLock.Acquire();
if (workerThreads > (int)this._maxThreads)
{
return false;
}
if (ioCompletionThreads > (int)this._legacy_maxIOCompletionThreads)
{
return false;
}
}
从卦中代码可以看到 ioCompletionThreads 默认最大值为 1000，如果你设置的值大于 1000 的话，那前面的 workerThreads 等于白设置了。。。这就很无语了。。。 如果参数有误，你完全可以抛出一个异常来告诉我，，，而不是偷偷的掩埋错误信息，导致程序出现了我意想不到的行为。。。
为了凑篇幅，我再说一个有意思的参数 DebugBreakOnWorkerStarvation，它可以用来捕获
线程饥饿
的第一现场，底层逻辑是C#团队在代码里埋了一个钩子，参考如下：
private static void GateThreadStart()
{
bool debuggerBreakOnWorkStarvation = AppContextConfigHelper.GetBooleanConfig("System.Threading.ThreadPool.DebugBreakOnWorkerStarvation", false);
while (counts.NumProcessingWork < threadPoolInstance._maxThreads && counts.NumProcessingWork >= counts.NumThreadsGoal)
{
if (debuggerBreakOnWorkStarvation)
{
Debugger.Break();
}
}
}
这个
Debugger.Break();
发出的 int 3 信号，我们可以用 VS,DnSpy,WinDbg 这样的调试器去捕获，参考代码如下：
static void Main(string[] args)
{
AppContext.SetSwitch("System.Threading.ThreadPool.DebugBreakOnWorkerStarvation", true);
for (int i = 0; i < 10000; i++)
{
ThreadPool.QueueUserWorkItem((idx) =>
{
Console.WriteLine($"{DateTime.Now.ToString("yyyy-MM-dd HH:mm:ss:fff")} -> {idx}: 这是耗时任务");
Thread.Sleep(int.MaxValue);
}, i);
}
Console.ReadLine();
}
三：总结
我们聊到了两种提升线程注入的方法，尤其是第二种让人意难平，面对上游洪水猛兽般的对线程池进行DDOS攻击，下游的线程不顾一切，倾家荡产的去承接，这是一种明知不可为而为之的悲壮之举。