走進異步世界：博客程序的異步化改造以及發布后的不理想情況

本文轉載自查看原文 2014-06-30 10:01 9448 程序發布/ asp.net

最近，我們干了一件“驚天動地”的事——對改了十年、代碼混亂無比、WebForms與MVC混血、ADO.NET與Entity Framework混合的博客程序，用.NET 4.5的async/await特性進行了異步化改造。主要的異步化改造已於昨天完成，並在昨天晚上發布了異步化改造后的博客程序。

觸動我們進行這次異步化改造的是ASP.NET官網上一篇文章（Using Asynchronous Methods in ASP.NET 4.5）中的一段話：

A web application using synchronous methods to service high latency calls where the thread pool grows to the .NET 4.5 default maximum of 5, 000 threads would consume approximately 5 GB more memory than an application able the service the same requests using asynchronous methods and only 50 threads.

在高延遲操作場景下，同步方式需要5000個線程才能完成的工作，采用異步方式只需50個線程！以一敵百，如此的高效，怎能不讓人心動。

而itworld一篇文章中的一句話更是火上澆油，讓我們下定決心實現異步化。

I’ve seen load tests show 300% improvement in response times and concurrent connections boost almost 8x over the synchronous counterparts.

此次異步化改造一共有6個部分，其中三個部分的改造最輕松，它們是MVC，EF，WCF；而另外三個則最艱苦，它們是WebForms，ADO.NET，EnyimMemcached（memcached .NET客戶端）。

下面分別簡單介紹一下這6個部分的改造：

1. MVC的異步化改造

無比輕松，只要把ActionResult改為async Task<AstionResult>：

public async Task<ActionResult> SiteHome(int? pageIndex)
{
    //...
}

2. Entity Framework的異步化

也很輕松，查詢時只需使用異步LINQ：

public async Task<int> GetAsync()
{
    return await Entities
        .Where(...)
        .Select(...)
        .CountAsync();
}

保存時只需SaveChangesAsync()：

async Task IUnitOfWork.CommitAsync()
{
    await base.SaveChangesAsync();
}

3. WCF客戶端的異步化

照樣輕松，只要選擇“Generate task-based operations”重新生成WCF客戶端代理：

WCF Generate task-based operations

4. WebForms的異步化

a) 所有實現異步的.aspx都要加上async="true"標記。

<%@ Page Async="true" Language="c#"%>

b) 原來獲取數據進行綁定的代碼要放在異步方法中，並通過Page.RegisterAsyncTask進行注冊。

protected override void OnLoad(EventArgs e)
{
    base.OnLoad(e);
    this.Page.RegisterAsyncTask(new System.Web.UI.PageAsyncTask(GetPostsByMonth));
}

c) 原來靜態綁定的用戶控件不得不改為動態加載。

同步時代：

<%@ Register TagPrefix="uc1" TagName="EntryList" Src="EntryList.ascx" %>
<uc1:EntryList id="Days" DescriptionOnly = "true" runat="server"></uc1:EntryList>

異步時代：

public  class ArchiveMonth : UserControl
{
    protected override void OnLoad(EventArgs e)
    {
        base.OnLoad(e);
        this.Page.RegisterAsyncTask(new System.Web.UI.PageAsyncTask(GetPostsByMonth));
    }

    private async Task GetPostsByMonth()
    {        
        var DaysControl = LoadControl("EntryList.ascx") as EntryList;
        if (DaysControl != null)
        {
            DaysControl.EntryListItems = await postSevice.GetEntriesByMonth(CurrentBlog, dt, PostType.BlogPost);
            DaysControl.DescriptionOnly = true;
            Controls.Add(DaysControl);
        }
    }
}

d) 原來在OnPreRender中的處理代碼（依賴異步任務的處理結果）需要移至Render，因為ASP.NET是在OnPreRender階段檢查所有注冊的異步任務並進行異步執行。

【WebFoms中的異步原理】

如果在.aspx中設置了async="true"，ASP.NET線程在處理針對這個頁面的請求時，會在PreRender階段查找是否有注冊的異步任務（async task）；如果有，該線程會將當前請求放回隊列中，然后抽身去處理其它請求。當異步任務完成時，該請求會被線程池中的某個線程撿起，直到執行完成。（參考自Async Pages part 2: How to use asynchrony in your Pages）。

5. ADO.NET的異步化

所有進行異步化的數據庫操作都需要用類似下面的ADO.NET代碼進行改造

using(var conn = new SqlConnection(connectionString))
{
    using(var command = conn.CreateCommand())
    {
        command.CommandType = CommandType.StoredProcedure;
        command.CommandText = "...";
        command.Parameters.AddWithValue("...", ...);
        await conn.OpenAsync();
        using (IDataReader reader = await command.ExecuteReaderAsync())
        {
            //...
        }
    }
}

6. EnyimMemcached的異步化

也就是Socket的異步化，參考msdn博客中的博文Awaiting Socket Operations，修改了EnyimMemcached，實現了Memcached客戶端的異步化，修改后的代碼已發布至github（https://github.com/cnblogs/EnyimMemcached）。

public async Task<IGetOperationResult<T>> GetAsync<T>(string key)
{
    //...            
    var commandResult = await node.ExecuteAsync(command);
    //...
}

【發布后的不理想情況】

1. CPU出現抖動

異步化改造后的博客程序發布后，在阿里雲雲服務器上CPU出現抖動，后來發展為瘋狂抖動。

CPU抖動1