异步http listener 完全并发处理惩罚http恳求的小例子

2023年5月16日上午8:14 • 多线程

为了详细讲解“异步http listener 完全并发处理惩罚http恳求的小例子”的完整攻略，我将分以下几个部分逐一介绍：

什么是异步http listener？

异步http listener是指在ASP.NET Core中，使用async/await语法和IHostedService接口实现的一个异步http服务。它支持同时处理多个http请求，并能够保证请求的并发处理，从而提高系统的性能。

如何实现异步http listener的完全并发处理

在实现异步http listener的完全并发处理时，需要注意以下几点：

（1）使用async/await语法，并在Controller中使用Task.Run方法启动异步任务。

（2）使用SemaphoreSlim类来限制并发请求的数量，从而避免服务器被大量请求卡死。

（3）在应用程序启动时，通过IHostedService接口实现异步任务的启动和停止。

以下是一个示例代码，演示了如何实现异步http listener的完全并发处理：

public class MyController : ControllerBase
{
    private static SemaphoreSlim _semaphoreSlim = new SemaphoreSlim(10);

    [HttpGet]
    public async Task<IActionResult> Index()
    {
        await _semaphoreSlim.WaitAsync();

        try
        {
            await Task.Delay(1000);

            return Ok();
        }
        finally
        {
            _semaphoreSlim.Release();
        }
    }
}

public class MyHostedService : IHostedService
{
    private readonly IHostApplicationLifetime _applicationLifetime;
    private readonly IWebHostEnvironment _hostingEnvironment;
    private readonly IWebApplicationFactory<Startup> _webApplicationFactory;
    private readonly CancellationTokenSource _cancellationTokenSource = new CancellationTokenSource();
    private CancellationToken _cancellationToken;
    private IWebHost _webHost;

    public MyHostedService(
        IHostApplicationLifetime applicationLifetime,
        IWebHostEnvironment hostingEnvironment,
        IWebApplicationFactory<Startup> webApplicationFactory)
    {
        _applicationLifetime = applicationLifetime;
        _hostingEnvironment = hostingEnvironment;
        _webApplicationFactory = webApplicationFactory;
    }

    public Task StartAsync(CancellationToken cancellationToken)
    {
        _cancellationToken = cancellationToken;

        var webHostBuilder = _webApplicationFactory
            .WithWebHostBuilder(builder =>
            {
                builder
                    .ConfigureServices(services =>
                    {
                        services.AddSingleton<MyController>();
                    })
                    .Configure(app =>
                    {
                        app.UseRouting();
                        app.UseEndpoints(endpoints =>
                        {
                            endpoints.MapControllers();
                        });
                    });
            });

        _webHost = webHostBuilder.Start();

        _applicationLifetime.ApplicationStopping.Register(() =>
        {
            _cancellationTokenSource.Cancel();

            _webHost?.Dispose();
        });

        return Task.CompletedTask;
    }

    public Task StopAsync(CancellationToken cancellationToken)
    {
        _cancellationTokenSource.Cancel();

        _webHost?.Dispose();

        return Task.CompletedTask;
    }
}

public class Startup
{
    public void ConfigureServices(IServiceCollection services)
    {
        services.AddControllers();
        services.AddSingleton<IHostedService, MyHostedService>();
        services.AddSingleton<IWebApplicationFactory<Startup>, WebApplicationFactory<Startup>>();
    }

    public void Configure(IApplicationBuilder app, IWebHostEnvironment env)
    {
        app.UseRouting();
        app.UseEndpoints(endpoints =>
        {
            endpoints.MapControllers();
        });
    }
}

示例说明

以下是两个示例说明，演示了异步http listener在实际场景中的使用：

（1）大量用户并发访问某一路由

当用户并发访问某一路由时，如果服务器不能及时处理请求，就会造成请求超时或服务器异常。使用异步http listener可以解决这个问题，它可以同时处理多个http请求，并能够保证请求的并发处理，从而提高系统的性能。

下面是一个示例代码，演示了如何使用异步http listener处理大量用户并发访问：

public class UserController : ControllerBase
{
    private readonly IUserService _userService;

    public UserController(IUserService userService)
    {
        _userService = userService;
    }

    [HttpGet("{id}")]
    public async Task<IActionResult> GetById(int id)
    {
        var user = await _userService.GetByIdAsync(id);

        return Ok(user);
    }
}

public class UserService : IUserService
{
    private readonly IUserRepository _userRepository;

    public UserService(IUserRepository userRepository)
    {
        _userRepository = userRepository;
    }

    public async Task<User> GetByIdAsync(int id)
    {
        var user = await _userRepository.GetByIdAsync(id);

        if (user == null)
        {
            throw new Exception($"User with id {id} not found.");
        }

        return user;
    }
}

public class UserRepository : IUserRepository
{
    private readonly MyDbContext _dbContext;

    public UserRepository(MyDbContext dbContext)
    {
        _dbContext = dbContext;
    }

    public async Task<User> GetByIdAsync(int id)
    {
        var user = await _dbContext.Users.FindAsync(id);

        return user;
    }
}

public interface IUserService
{
    Task<User> GetByIdAsync(int id);
}

public interface IUserRepository
{
    Task<User> GetByIdAsync(int id);
}

public class User
{
    public int Id { get; set; }
    public string Name { get; set; }
}

public class MyDbContext : DbContext
{
    public DbSet<User> Users { get; set; }

    protected override void OnConfiguring(DbContextOptionsBuilder optionsBuilder)
    {
        optionsBuilder.UseSqlServer("Server=(localdb)\\mssqllocaldb;Database=MyDb;Trusted_Connection=True;MultipleActiveResultSets=true");
    }
}

public class MyHostedService : IHostedService
{
    private readonly IHostApplicationLifetime _applicationLifetime;
    private readonly IWebHostEnvironment _hostingEnvironment;
    private readonly IWebApplicationFactory<Startup> _webApplicationFactory;
    private readonly CancellationTokenSource _cancellationTokenSource = new CancellationTokenSource();
    private CancellationToken _cancellationToken;
    private IWebHost _webHost;

    public MyHostedService(
        IHostApplicationLifetime applicationLifetime,
        IWebHostEnvironment hostingEnvironment,
        IWebApplicationFactory<Startup> webApplicationFactory)
    {
        _applicationLifetime = applicationLifetime;
        _hostingEnvironment = hostingEnvironment;
        _webApplicationFactory = webApplicationFactory;
    }

    public Task StartAsync(CancellationToken cancellationToken)
    {
        _cancellationToken = cancellationToken;

        var webHostBuilder = _webApplicationFactory
            .WithWebHostBuilder(builder =>
            {
                builder
                    .ConfigureServices(services =>
                    {
                        services.AddDbContext<MyDbContext>(options =>
                        {
                            options.UseSqlServer("Server=(localdb)\\mssqllocaldb;Database=MyDb;Trusted_Connection=True;MultipleActiveResultSets=true");
                        });
                        services.AddScoped<IUserService, UserService>();
                        services.AddScoped<IUserRepository, UserRepository>();
                        services.AddSingleton<UserController>();
                    })
                    .Configure(app =>
                    {
                        app.UseRouting();
                        app.UseEndpoints(endpoints =>
                        {
                            endpoints.MapControllers();
                        });
                    });
            });

        _webHost = webHostBuilder.Start();

        _applicationLifetime.ApplicationStopping.Register(() =>
        {
            _cancellationTokenSource.Cancel();

            _webHost?.Dispose();
        });

        return Task.CompletedTask;
    }

    public Task StopAsync(CancellationToken cancellationToken)
    {
        _cancellationTokenSource.Cancel();

        _webHost?.Dispose();

        return Task.CompletedTask;
    }
}

public class Startup
{
    public void ConfigureServices(IServiceCollection services)
    {
        services.AddControllers();
        services.AddSingleton<IHostedService, MyHostedService>();
        services.AddSingleton<IWebApplicationFactory<Startup>, WebApplicationFactory<Startup>>();
    }

    public void Configure(IApplicationBuilder app, IWebHostEnvironment env)
    {
        app.UseRouting();
        app.UseEndpoints(endpoints =>
        {
            endpoints.MapControllers();
        });
    }
}

（2）使用异步http listener处理复杂计算任务

当需要处理复杂的计算任务时，如果使用同步请求，就会阻塞线程，导致系统响应变慢。使用异步http listener可以解决这个问题，它可以将计算任务异步地提交到后台处理，从而避免阻塞线程。

下面是一个示例代码，演示了如何使用异步http listener处理复杂计算任务：

public class CalculationController : ControllerBase
{
    [HttpGet("{number}")]
    public async Task<IActionResult> Factorial(int number)
    {
        var result = await Task.Run(() => CalculateFactorial(number));

        return Ok(result);
    }

    private static long CalculateFactorial(int number)
    {
        long result = 1;

        for (int i = 1; i <= number; i++)
        {
            result *= i;
        }

        return result;
    }
}

public class MyHostedService : IHostedService
{
    private readonly IHostApplicationLifetime _applicationLifetime;
    private readonly IWebHostEnvironment _hostingEnvironment;
    private readonly IWebApplicationFactory<Startup> _webApplicationFactory;
    private readonly CancellationTokenSource _cancellationTokenSource = new CancellationTokenSource();
    private CancellationToken _cancellationToken;
    private IWebHost _webHost;

    public MyHostedService(
        IHostApplicationLifetime applicationLifetime,
        IWebHostEnvironment hostingEnvironment,
        IWebApplicationFactory<Startup> webApplicationFactory)
    {
        _applicationLifetime = applicationLifetime;
        _hostingEnvironment = hostingEnvironment;
        _webApplicationFactory = webApplicationFactory;
    }

    public Task StartAsync(CancellationToken cancellationToken)
    {
        _cancellationToken = cancellationToken;

        var webHostBuilder = _webApplicationFactory
            .WithWebHostBuilder(builder =>
            {
                builder
                    .ConfigureServices(services =>
                    {
                        services.AddSingleton<CalculationController>();
                        services.AddSingleton<IHostedService, MyHostedService>();
                    })
                    .Configure(app =>
                    {
                        app.UseRouting();
                        app.UseEndpoints(endpoints =>
                        {
                            endpoints.MapControllers();
                        });
                    });
            });

        _webHost = webHostBuilder.Start();

        _applicationLifetime.ApplicationStopping.Register(() =>
        {
            _cancellationTokenSource.Cancel();

            _webHost?.Dispose();
        });

        return Task.CompletedTask;
    }

    public Task StopAsync(CancellationToken cancellationToken)
    {
        _cancellationTokenSource.Cancel();

        _webHost?.Dispose();

        return Task.CompletedTask;
    }
}

public class Startup
{
    public void ConfigureServices(IServiceCollection services)
    {
        services.AddControllers();
        services.AddSingleton<IHostedService, MyHostedService>();
        services.AddSingleton<IWebApplicationFactory<Startup>, WebApplicationFactory<Startup>>();
    }

    public void Configure(IApplicationBuilder app, IWebHostEnvironment env)
    {
        app.UseRouting();
        app.UseEndpoints(endpoints =>
        {
            endpoints.MapControllers();
        });
    }
}

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