Task.Delay 延迟太久

Question

我创建了一个多任务程序。这个程序有大约 20 个主要任务，每个任务都会调用一些子任务来操作文件 I/O。我希望每个主要任务每 500 毫秒定期重复一次，所以我输入了代码 Task.Delay(500)。

问题是 Task.Delay 有时会延迟超过 500 毫秒。有一种情况会延迟超过 3 秒。 我该如何解决？

原来的程序太大了，我在下面创建了一个示例程序。 (1) 如果 Task.Delay 开启，则会发生过延迟。 (2) 如果 Thead.Sleep 开启，则不会发生过延迟。

ThreadPool.SetMinThreads() 似乎无法解决它。

谢谢。

class Program
{

    const int DELAY_TIME = 500;
    const int TASKS = 100;
    const int WAITS = 100;
    const int WARNING_THRESHOLD = 100;

    static void Main(string[] args)
    {
        //ThreadPool.SetMinThreads(workerThreads: 200, completionPortThreads: 200);

        Console.WriteLine("*** Start...");
        Test();
        Console.WriteLine("*** Done!");
        Console.ReadKey();
    }

    private static void Test()
    {
        List<Task> tasks = new List<Task>();
        for (int taskId = 0; taskId < TASKS; taskId++)
        {
            tasks.Add(DelaysAsync(taskId));
        }
        Task.WaitAll(tasks.ToArray());
    }

    static async Task DelaysAsync(int taskId)
    {
        await Task.Yield();

        Stopwatch sw = new Stopwatch();

        for (int i = 0; i < WAITS; i++)
        {
            sw.Reset();
            sw.Start();
            await Task.Delay(DELAY_TIME).ConfigureAwait(false);   // (1)
            //Thread.Sleep(DELAY_TIME);   // (2)
            sw.Stop();

            Console.Write($"Task({taskId})_iter({i}) Elapsed={sw.ElapsedMilliseconds}");
            if (sw.ElapsedMilliseconds > DELAY_TIME + WARNING_THRESHOLD)
            {
                Console.WriteLine(" *********** Too late!! ************");
            }
            else
            {
                Console.WriteLine();
            }
        }

    }
}

Answer 1

我已经使用 .NET 4.6.1 和 VS 2017 运行了您的测试。在 Xeon E3-1230 v3 CPU 上，它从未打印过“太晚”，Elapsed 值在 498-527 毫秒内。

Thread.Sleep 版本的性能非常相似，每次睡眠 500-528 毫秒，但是总执行时间要长得多，因为运行时拒绝创建 100 个 OS 线程，这太多了，因此并行运行的 DelaysAsync 函数不到 100 个.调试器显示 Thread.Sleep 版本有 27 个工作线程，而 Task.Delay 版本只有 9 个工作线程。

我认为您的 PC 上的其他应用程序创建了太多线程并消耗了太多 CPU。 Windows 尝试均匀地负载平衡线程，因此当整个系统受 CPU 限制时，更多本机线程 = 更多 CPU 时间，因此抖动更少。

如果这是你的情况，并且你想在调度程序中优先考虑你的应用程序，而不是使用 Thread.Sleep 和更多线程，raise the priority 你的进程。

Answer 2

看来我可以找到答案了。我改变了之前的示例程序，如下所示。主要区别在于使用 StopWatch 或 DateTime 来测量持续时间。 在秒表版本中，会发生许多延迟。 在 DateTime 版本中，没有或至少很少发生延迟。

我猜原因是 StopWatch 和 Task.Delay 都使用的 Timer 的争用。我得出结论，我不应该同时使用 StopWatch 和 Task.Delay。

谢谢。

class Program
{

    const int DELAY_TIME = 500;
    const int TASKS = 100;
    const int WAITS = 100;
    const int WARNING_THRESHOLD = 500;

    static void Main(string[] args)
    {
        using (Process p = Process.GetCurrentProcess())
        {
            p.PriorityClass = ProcessPriorityClass.RealTime;

            //ThreadPool.SetMinThreads(workerThreads: 200, completionPortThreads: 200);
            int workerThreads;
            int completionPortThreads;
            ThreadPool.GetAvailableThreads(out workerThreads, out completionPortThreads);
            Console.WriteLine($"{workerThreads}, {completionPortThreads}");

            Console.WriteLine("*** Start...");
            Test();
            Console.WriteLine("*** Done!");
            Console.ReadKey();
        }
    }

    private static void Test()
    {
        int totalCount = 0;
        List<Task<int>> tasks = new List<Task<int>>();
        for (int taskId = 0; taskId < TASKS; taskId++)
        {
            //tasks.Add(DelaysWithStopWatchAsync(taskId)); // many delays
            tasks.Add(DelaysWithDateTimeAsync(taskId));  // no delays
        }
        Task.WaitAll(tasks.ToArray());
        foreach (var task in tasks)
        {
            totalCount += task.Result;
        }
        Console.WriteLine($"Total counts of deday = {totalCount}");
    }

    static async Task<int> DelaysWithStopWatchAsync(int taskId)
    {
        await Task.Yield();

        int count = 0;
        Stopwatch sw = new Stopwatch();

        for (int i = 0; i < WAITS; i++)
        {
            sw.Reset();
            sw.Start();
            await Task.Delay(DELAY_TIME).ConfigureAwait(false);   // (1)
            //Thread.Sleep(DELAY_TIME);   // (2)
            sw.Stop();

            Console.Write($"task({taskId})_iter({i}) elapsed={sw.ElapsedMilliseconds}");
            if (sw.ElapsedMilliseconds > DELAY_TIME + WARNING_THRESHOLD)
            {
                Console.WriteLine($" *********** Too late!! ************");
                count++;
            }
            else
            {
                Console.WriteLine();
            }
        }
        return count;

    }

    static async Task<int> DelaysWithDateTimeAsync(int taskId)
    {
        await Task.Yield();

        int count = 0;

        for (int i = 0; i < WAITS; i++)
        {
            DateTime start = DateTime.Now;
            await Task.Delay(DELAY_TIME).ConfigureAwait(false);   // (1)
            //Thread.Sleep(DELAY_TIME);   // (2)
            DateTime end = DateTime.Now;
            int duration = (end - start).Milliseconds;

            Console.Write($"Task({taskId})_iter({i}) Elapsed={duration}");
            if (duration > DELAY_TIME + WARNING_THRESHOLD)
            {
                Console.WriteLine($" *********** Too late!! ************");
                count++;
            }
            else
            {
                Console.WriteLine();
            }
        }
        return count;

    }
}