.NET：长时间运行任务同步机制

Question

问题描述: 您正在编写一个包含某些算法/任务的库，这些算法/任务可能需要很长时间才能完成，原因有各种：计算、文件系统、网络通信等。您希望能够：

1. 发送关于任务的一些进度信息（进度、活动日志等）
2. 在完成之前有一种方式可以中止任务，如果设置了某些外部信号或属性。

我实现了一个框架来解决这个问题，但这要求所有这样的任务都必须引用包含此框架的程序集。

我的问题是：在.NET Framework（3.5或更低版本）中是否已经内置了解决上述问题的机制？

我知道我可以使用事件，但这意味着长时间运行的任务将不得不公开这些事件，我认为这是一种负担。理想情况下，我希望有一个框架，可以隐藏多线程问题，并支持依赖注入 ，但不会依赖于其他自定义程序集，并且不会污染原始接口。

我希望我已经足够清楚地描述了这个问题。如果没有，我可以发布一些来自我自己框架的接口示例。

更新：好的，我认为我的问题描述需要有一点澄清 :)。当我说“长时间运行”时，我不是指“工作流程”的长度。我正在开发一个WinForms映射应用程序，它可以执行各种操作，例如生成等高线。要做到这一点，首先必须从FTP服务器下载高程数据文件，解压缩它们，然后执行一些计算。我很久以前就写了这个代码，但为了使其对GUI更加友好，我必须进行各种检查——例如，检测用户是否单击了中止按钮并停止进程。

因此，我的关注点基本上是：如何编写适用于GUI环境的代码，您不能仅在主GUI线程中运行所有内容并冻结整个应用程序。挑战是找到一种方法，使您的代码适用于GUI目的，而不将其绑定到特定的GUI平台。

- Igor Brejc

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首要想法_ 您可以研究使用System.Diagnostics.PerformanceCounter进行数字活动日志记录。然后，任何知道其名称的应用程序都可以读取数据。要发出中止信号，可以使用具有命名句柄的EventWaitHandle。这两种方法都不需要dll链接，但它们需要共享的“字符串”命名。或者像@mark建议的那样走WWF路线。 - Mikael Svenson

我想避免让“干净无辜”的库代码与像等待句柄、线程和WMI这样的复杂代码混在一起。我正在寻找这些模式的抽象（最好通过C#接口实现，以使其更易于测试）。 - Igor Brejc

Answer 1

这听起来很像Windows Workflow Foundation。

- Mark Seemann

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WWF对于我所描述的问题有些过度（我已经更新了描述）。 - Igor Brejc

Answer 2

看一下 saga 模式。它并没有内置在框架中，但可以实现。另外，NServiceBus 和 MassTransit 都有其实现。Arnon RGO 在他的书稿中描述了它，这里。

根据我的经验，与 WF 相比，使用 NServiceBus 起步更简单，而且功能更强大（尽管我还没有看过 WF 4，根据所有描述，WF 4 是对 WF 的近乎完全重构，因为 Microsoft 已经认识到了其失败之处）。

即使您不想使用像 NServiceBus 或 MassTransit 这样的框架，该模式本身也非常值得研究，因为它与您所描述的问题空间非常吻合。

- Neil

Answer 3

这取决于你的系统有多复杂。对于相对简单的问题，你可以很好地使用.NET 2.0中的BackgroundWorker类。它支持使用OnProgressChanged事件报告操作的进度，并且还支持使用CancelAsync方法取消后台任务。

该类由事件控制，但由于这已经是类的一部分，我认为这不会给你带来任何额外负担：

var bw = new BackgroundWorker();
bw.DoWork += new DoWorkEventHandler(DoWork);
bw.RunWorkerCompleted += new RunWorkerCompletedEventHandler(RunWorkerCompleted);
bw.ProgressChanged += new ProgressChangedEventHandler(ProgressChanged);

• 执行DoWork方法以运行后台任务（它可以通过调用bw.ReportProgress报告进度，并使用bw.CancellationPending检查待处理的取消请求）。

• 当操作完成时，在GUI线程上执行RunWorkerCompleted方法（这为您提供了一种不必担心并发问题的同步方式）

• 每当您的DoWork方法报告某些进度更改时，都会触发ProgressChanged事件。

对于简单的问题，我相信您可以将任务表示为后台工作者。

- Tomas Petricek

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@Tomas，我已经在基础设施层间接地使用BackgroundWorker来实现这些目的。问题是，将你的任务直接表示为BackgroundWorker类意味着它将始终以异步模式运行，这并不一定是正确的。 - Igor Brejc

是的 - 我预料到在你的情况下BackgroundWorker不够强大。希望它能帮助未来有人在更简单的环境中解决这种问题。 - Tomas Petricek

Answer 4

我更喜欢使用回调方法来通知UI线程何时完成某些操作或需要更新进度。您可以传递复杂对象，如果需要向工作线程发出信号，则回调可以返回值。并且，您可以定义多个回调，具体取决于您需要工作线程有多少交互。

- Ed Power