23

Как-то в комментариях VladD поделился информацией, что один из его коллег, сетевой программист, перешел от многопоточного к асинхронному сетевому программированию. Хотелось бы на примере конкретной задачи разобраться, насколько асинхронность выиграет у многопоточности.

Задача: возьмем один из простых сетевых протоколов - RFB. Нам нужно одновременно подключиться к 10 000 серверов с RFB на борту, и узнать версию RFB.

Как это реализовать многопоточно - я знаю, но как это реализовать асинхронно? И на сколько, в данной задаче, асинхронность выиграет? Сама реализация RFB - не нужна, нужен пример выполнения 10 000 одновременных асинхронных запросов.


Протестировал 3 варианта кода:

  • Многопоточный (поменял разбивку списка на несколько - на потокобезопасную очередь, чтобы уровнять шансы)

  • Асинхронный

  • Асинхронный (паттерн Throttling)

Результаты (проверка 300 000 IP адресов):

  • Многопоточный: 3 минуты 18 секунд
  • Асинхронный: 1 минута 27 секунд
  • Асинхронный (паттерн Throttling): когда перевалило за 6 минут - закрыл программу и не стал измерять дальше. Скорости можно добиться только использовав в уровне параллелизма - размер всего списка, но тогда теряется смысл самого использования паттерна. Т.е. реализация от andreycha, если использовать уровень параллелизма меньше размера списка - работает дольше чем даже многопоточная версия. Возможно это просто моя ошибка, либо ошибка andreycha.

Вывод:

  • Стандартная асинхронная реализация работает более чем в 2 раза быстрее чем многопоточная.
1
  • Комментарии не предназначены для расширенной дискуссии; разговор перемещен в чат.
    – user177221
    17 мар 2016 в 11:38

1 ответ 1

12

Про асинхронность и ее преимущества тут. Вкратце -- в то время, пока запрос ушел в сеть и не вернулся обратно, мы не блокируем потоки на нашем компьютере. Т.о. 10000 адресов можно вполне обработать, например, несколькими потоками.

Запускать 10000 одновременных запросов это, конечно, перебор. Но запускать, скажем, по полсотни-сотне одновременных запросов -- вполне нормально. Такой шаблон называется троттлингом -- throttling (или в автомобильных терминах -- дросселированием :D). Т.е. пропускаем весь объем заданий по-немногу. Такой подход позволяет несильно загружать канал при отправке запросов и машину при получении и разборе ответов. Примерный код может выглядеть так:

public async Task CheckServers()
{
    var servers = new List<string>(10000) { ... };

    const int ConcurrencyLevel = 100;
    
    // запускаем первые 100 запросов
    var tasks = servers.Take(ConcurrencyLevel).Select(GetVersion).ToList();
    int nextIndex = ConcurrencyLevel;

    while (tasks.Count > 0)
    {
        // дожидаемся завершения любого запроса
        var completedTask = await Task.WhenAny(tasks);
        
        // удаляем его из списка
        tasks.Remove(completedTask);

        // добавляем новый запрос, если таковые остались
        if (nextIndex < servers.Count)
        {
            tasks.Add(GetVersion(servers[nextIndex++]));
        }

        string rfbVersion = await completedTask;
        // работаем с версией
    }
}

private async Task<string> GetVersion(string server)
{
    // тут асинхронная реализация обращения к серверу по RFB и возвращение версии
}

Важный вопрос состоит в правильной асинхронной реализации обращения к серверу по протоколу RFB. Если вы используете библиотеку -- она должна поддерживать асинхронность. Если вы реализуете эту функциональность сами (например, на сокетах) -- значит нужно пользоваться асинхронными функциями сокетов.

UPD

Выяснилось, что запросы/ответы у ТС настолько легковесные, что в данном случае троттлинг работает медленнее, чем если отправить сразу все запросы. Однако этот паттерн может быть по-прежнему полезен, когда необходимо ограничить количество исходящих запросов и/или количество обрабатываемых ответов (например, если разбор ответов сильно загружает процессор/требует много памяти).

16
  • Хм, тоесть получается выигрыша не будет? Ресурсов у тестового сервера - навалом. Но толку от 500-1000 одновременных асинхронные обращений к серверам я не вижу. Они и на 20% не загрузят сервер. А переделывать синхронную работу с RFB в асинхронную - пустая трата времени.
    – Alexis
    16 мар 2016 в 22:12
  • 1
    @Alexis а вы попробуйте. И увидите, будет ли выигрыш -- и по нагрузке (сегодня дали хороший сервер, завтра плохой), и по времени выполнения. И нам потом расскажете.
    – andreycha
    16 мар 2016 в 22:20
  • 1
    @VladD разумно. Про троттлинг я писал еще по первой версии вопроса, где не было никаких деталей (ни кода, ни уточнений в комментариях).
    – andreycha
    16 мар 2016 в 22:35
  • 2
    @Alexis понятно. Ну значит в вашем случае троттлинг действительно не нужен. Спасибо за опубликованные результаты.
    – andreycha
    17 мар 2016 в 16:55
  • 1
    @nikita, та ссылка умерла, вот новая: sendspace.com/file/mxw469
    – Alexis
    7 июн 2016 в 13:38

Ваш ответ

Нажимая на кнопку «Отправить ответ», вы соглашаетесь с нашими условиями использования и подтверждаете, что прочитали и поняли наши политику конфиденциальности и нормы поведения.

Всё ещё ищете ответ? Посмотрите другие вопросы с метками или задайте свой вопрос.