被阻塞的线程占用哪些资源？

Question

使用异步编程模型（更具体地说，使用回调函数而不是阻止线程）的主要目的之一是最小化系统中阻塞线程的数量。

对于运行的线程来说，这个目标很明显，因为上下文切换和同步成本都会增加。

但是阻塞的线程呢？为什么减少它们的数量如此重要？

例如，在等待来自 web 服务器的响应时，线程被阻塞并且不占用任何 CPU 时间，也不参与任何上下文切换。

所以我的问题是：

除了 RAM（约1MB每个线程？）以外，阻塞线程还会占用哪些资源？

还有一个更主观的问题：

在什么情况下，这种代价真的能够证明写异步代码的麻烦是值得的（代价可能包括将你漂亮简洁的方法拆分成许多 beginXXX 和 EndXXX 方法，并将参数和局部变量移动到类字段中）。

更新-我没有提到或没有给予足够重视的其他原因：

1. 更多的线程意味着需要在公共资源上进行更多的锁定。 2. 更多的线程意味着更多线程的创建和销毁，这是昂贵的。 3. 系统肯定会耗尽线程/RAM，然后停止服务客户端（在 web 服务器场景下，这实际上可能会导致服务崩溃）。

- rony l

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争议：答案可能取决于上下文。例如，IIS工作线程是有限的资源，而操作系统线程则不太一样。提供更详细的信息会更有帮助。 - Craig Stuntz

我从未听说过将现有线程数量减少作为异步代码的目的。根据定义，异步代码依赖于比同步（单线程！）代码更多的线程。 - Harper Shelby

@Harper：不同意。 - Craig Stuntz

顺便提一下，默认情况下，IIS线程的堆栈仅为256Kb，而不是默认的1Mb。 - Daniel James Bryars

@Craig Stuntz：我的主要观点是，限制使用的线程数量并不是使用异步方法的理由。 - Harper Shelby

Answer 1

除了RAM（每个线程约1MB）之外，阻塞线程所占用的资源还有哪些？

这是其中最大的一个。尽管如此，在.NET中线程池允许每个核心使用很多线程也是有原因的——在3.5中系统中每个核心默认为250个工作线程。（在.NET 4中，它取决于系统信息，例如虚拟地址大小、平台等——现在没有固定的默认值。）线程，特别是阻塞线程，真的不那么昂贵......

但是，从代码管理的角度来看，减少阻塞线程的数量是值得的。每个阻塞线程都应该在某个时候返回并变为非阻塞状态。拥有许多这样的线程意味着您必须管理相当复杂的代码。保持这个数字减少将有助于保持代码库更简单——更易维护。

在什么情况下，这种代价真的值得编写异步代码（代价可能是将你漂亮一致的方法分成许多beginXXX和EndXXX方法，并将参数和局部变量移动到类字段中）？

现在，它经常是一种痛苦。这很大程度上取决于场景。然而，在.NET 4中，Task<T>类极大地改善了许多情况下的编写异步代码的痛苦。使用TPL，它比以前使用APM（BeginXXX/EndXXX）或甚至EAP要容易得多。

这就是为什么语言设计者正在将来努力改善这种情况。他们的目标是使异步代码更容易编写，以便更频繁地使用它。

- Reed Copsey

Answer 2

除了被阻塞线程持有的任何资源之外，线程池大小也需要考虑。如果您已经达到了最大线程池大小（如果我记得正确的话，对于.NET 4来说，每个CPU的最大线程数为100），那么您就无法在线程池上运行其他任务，直到至少有一个线程被释放。

- BrokenGlass

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@Reed：有趣——你能给我一个链接，让我可以了解更多吗？这是否意味着现在根本没有最大线程数了？当然，产生新线程至少会有启动成本。 - BrokenGlass

有一定的限制，但它基于系统地址空间。在x64上，例如，它是巨大的。关于CLR 4线程池的信息，请参见：http://aviadezra.blogspot.com/2009/06/net-clr-thread-pool-work.html和http://msdn.microsoft.com/en-us/magazine/ff960958.aspx。 - Reed Copsey

Answer 3

我想指出，堆栈内存的1MB数字（或256KB，或任何设置）是一个保留值；虽然它会减少可用地址空间，但实际内存只有在需要时才被提交。

另一方面，拥有大量线程必定会使任务调度器变得更加繁琐，因为它必须跟踪它们（自上次刻度以来已经变为可运行状态等等）。

- 500 - Internal Server Error

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在托管代码中这是不正确的，CLR会提交整个堆栈。有一篇Chris Brumme的博客文章记录了这一点。Joe Duffy也在他的博客中写过。寻找即可找到。 - Hans Passant

我之前不知道这个。在我看来，那很糟糕。 - 500 - Internal Server Error

这似乎也不再正确了。.Net Framework中线程的默认提交大小现在为100KB。然而，我找不到任何关于.Net Core行为的文档。使用64位地址空间，1MB的保留空间几乎是微不足道的。 - Mark