Dotnet Core下的Channel, 你用了嗎？
今天給大家分享一個微軟官方的好東西：Channel。
前言
今天給大家分享一個微軟官方的生產者/消費者方案的特性解決：Channel。
Channel在System.Threading.Channels名稱空間下，Core 2.1使用時，需要從Nuget上安裝。
% dotnet add package System.Threading.Channels
而在Core 3.0 preview 7開始，就直接包含在框架中了。
這是一個相對較新的特性。從Core 2.1開始加入，現在版本是5.0.0（嗯，這個版本號有點騙人，Channel的第一個版本就是4.5.0）。
Channel能做什麼？
邏輯上，Channel實際就是一個高效的、執行緒安全的佇列，支援在生產者和消費者之間傳遞資料。
利用Channel，通過釋出和訂閱，可以將生產者和消費者分開。生產者Producer負責接收請求，並寫入Channel，而消費者Consumer為每個進入Channel的資料執行處理。這樣做，一方面可以使生產者和消費者並行工作來提高效能，另一方面，可以通過建立更多的生產者或消費者來提高應用的吞吐量。
為防止非授權轉發，這兒給出本文的原文連結：https://www.cnblogs.com/tiger-wang/p/14068973.html
下面，我們以一個實際例子，來解釋這個特性。
建立Channel
Channel提供了一個靜態Channel類，提供了兩個公開方法來建立兩種型別的Channel。
-
CreateUnbounded - 建立一個具有無限容量的Channel。
-
CreateBounded - 建立一個具有有限容量的Channel。
人通常來說，這兩種方式使用上沒有太大的區別。實際應用中，具體要看生產和消費的速度，以及期望產生的結果。有限容量的Channel，容量是有上限的，到達上限後，可以讓生產者非阻塞等待消費者使用並釋放Channel容量後再繼續。這種方式，好處是可以控制生產的速度，控制系統資源的使用，缺點也是。因為控制速度意味著生產速度會被限制，甚至停止。而無限容量，生產者可以全速進行生產。但也有缺點，如果消費者的消費速度低於生產者，Channel的資源使用會無限增加，會有伺服器資源耗盡的可能。
今天的例子，我們使用無限Channel。
var channel = Channel.CreateUnbounded<string>();
非常簡單的一行程式碼，就建立了一個無限容量的Channel。
我們定義這個Channel用來儲存字串物件。
建立方法是一個通用的工廠方法，所以我們可以為需要使用的任何型別的物件和資料建立Channel。
Channel有兩個屬性：閱讀器返回ChannelReader，寫入器返回ChannelWriter。
寫入Channel
使用寫入器ChannelWriter，可以對Channel進行寫入操作。ChannelWriter提供了以下幾個方法：
- WriteAsync - 非同步寫入
- WaitToWriteAsync - 非阻塞等待，直到有空間可寫入時或Channel關閉時，返回true/false
- TryWrite - 嘗試寫入
- Complete - 標記Channel為關閉，並不再寫入資料到該Channel
- TryComplete - 嘗試標記Channel為關閉。
這幾個方法很容易理解，就不解釋了。
在本文的例子裡，我用了：
await channel.Writer.WriteAsync("New message");
讀取Channel
使用閱讀器ChannelReader從Channel進行資料的讀取。也提供了幾個方法：
- ReadAsync - 非同步讀取
- ReadAllAsync - 非同步讀取Channel中的所有資料
- TryRead - 嘗試讀取
- WaitToReadAsync - 非阻塞等待，直到有資料可讀取或Channel關閉時，返回true/false
不同的消費者模式，會用到不同的讀取方法。這個根據經驗來寫就好。
本文的例子中，我是採用WaitToReadAsync和ReadAsync配合來使用的：
while (await ChannelReader.WaitToReadAsync())
{
if (ChannelReader.TryRead(out var timeString))
{
/***/
}
}
WaitToReadAsync是一個非阻塞等待，在有訊息可讀或Channel關閉時，才會喚醒並繼續。
考慮到有多個消費者的情況，有可能別的執行緒已經進行了讀取，這兒使用TryRead進行讀取操作。
要注意：資料的同步工作是由Channel進行管理的。Channel會確保多個消費者不會讀到相同的資料。Channel同時也管理資料的次序。
示例程式碼
今天的示例程式碼我放到了Github上。連結是文章最後。
這個例子中，我做了三個場景。
首先是Channel。我使用了無限Channel。然後是建立生產者和消費者。資料傳輸過程就簡單化了，生產者只簡單將一個字串寫入到Channel。消費者也是，簡單等待並從Channel讀取資料字串，寫入控制檯。
三個場景分別是：
單一生產者/單一消費者
這個例子中，建立了一個生產者和一個消費者。兩者的任務都是併發啟動的。
裡面的延時，是用來模擬工作負載的。
多個生產者/單一消費者
這個例子中有兩個生產者。通常在應用中有多個生產者時，我們需要確保生產與單個消費者所能處理的訊息數量大致相當，這樣能更好地利用伺服器資源。
單一生產者/多個消費者
這個其實是應用中最常見的情況，就是產生訊息很快，但處理工作相關較慢，而且工作也更密集。這種情況，實際應用中我們可以通過擴大消費者數量來滿足生產的需求。
總結
最近的專案在做一個大資料的採集，用到了一些Channel的技術。然後發現網上這部分內容很少，就做了個例子，寫了這個文章。
Channel內容本身並不多，但用著很方便，而且實際應用中，比想像的更強大。它可以簡化很多生產者/消費者模式的使用，而且，任務間交換資料，使用Channel會更方便，更直接。
示例程式碼在：https://github.com/humornif/Demo-Code/tree/master/0033/demo
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