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  • 结合ASP.NET Core聊一聊取消机制缓解web后台性能压力

    背景

      已经有很多文章记录了 web程序中采用异步编程的优势和.Net异步编程的用法, 异步编程虽然不能解决查询数据库的瓶颈, 但是利用线程切换,能最大限度的弹性利用工作线程, 提高了web服务的响应能力。

      【 9012年了,再不会异步编程你是真老了】

           本文要说的是利用取消机制缓解后台的查询瓶颈开发者只需在 MVC/WebAPI查询方法体内关注CancellationToken并适时取消异步任务, 这将大大提高应用的响应能力。

    头脑风暴

      想象你请求某网站页面,该页面正闪着菊花试图努力绽放(正在加载),最终你忍不了:

    ① F5刷新

    ② 转向其他页面

    ③ 点击浏览器“停止”按钮 

    对于可怜的服务器,用户快速刷新5次,服务器将被迫接受 5倍的工作量,这是因为即使用户刷新了浏览器(或点击停止按钮), 虽然取消了原始浏览器请求,但是Web服务器并不Care,仍然按部就班处理进入HTTP pipeline的请求(MVC/WebAPI 中默认行为),其他②③场景类似。

    异步编程中能向任务发出Cancellation信号,停止web服务器一切后端查询行为。

    (此处更正,不应强调异步编程,能否发送取消信号是客户端决定,服务端要做的是准备好信号接收器CancellationToken, 也就是说本文的取消机制对异步、 同步均有效)

    在.NET中,这是使用CancellationToken完成的。

    • 取消令牌的实例传递到异步任务

    • 异步任务监视令牌,以查看请求是否已经被取消。

    • 如果请求取消,则应停止执行正在执行的操作。.NET中的大多数异步方法将具有接受取消令牌的重载。

    本文所说的请求是,耗时长的服务端读取查询(返回数据但不修改数据的查询)。取消已修改数据的请求对于用程序可能不是一个好的选择:

        -  是否真的要因用户导航到应用程序中的另一个页面而取消保存?也许可以,但也可能不会。

       -  除了数据问题,这也不会提高性能,因为数据库服务器将需要回滚该事务,这可能是一项昂贵的操作。

    ASP.NET Core实践

    监测CancellationToken令牌

      访问 MyReallySlowReport页面,等待5s,最终他们放弃了,去了其他页面:

     所有正在进行的请求都将被取消。

    MVC/WebAPI能接受到取消请求的信号。开发者只需要在Controller Action中添加CancellationToken参数,并在后续行为中监测该取消信号。

    浏览器取消请求时,ASP.NET Core根据CancellationTokenModelBinder自动将HttpContext.RequestAborted这个token绑定到Action的CancellationToken 参数,CancellationTokenModelBinder将会在调用AddMvc()或services.AddMvcCore()时被注入。​

    public async Task<ActionResult> MyReallySlowReport(CancellationToken cancellationToken)
    {
        List<ReportItem> items;
        using (ApplicationDbContext context = new ApplicationDbContext())
        {
            items = await context.ReportItems.ToListAsync(cancellationToken);
        }
        return View(items);
    }

    很容易取消SQL的查询行为,因为上述EF的调用api支持取消异步操作; 对于自定义的长耗时查询行为,可以使用CancellationToken的原生触发用法:

    public async Task<ActionResult> MyReallySlowReport(CancellationToken cancellationToken)
    {
        List<ReportItem> items;
        using (ApplicationDbContext context = new ApplicationDbContext())
        {
            items = await context.ReportItems.ToListAsync(cancellationToken);
        }
    
        foreach (var item in items)
        {
            cancellationToken.ThrowIfCancellationRequested();
                // slow non-cancellable work
                Thread.Sleep(1000);
        }
        return View(items);
    }

    从以上代码也可推断出: CancellationToken 适用于同步方法。

    处理取消操作抛出的异常 

     Web服务器触发取消信号,一般会向上会抛出 OperationCanceledException 或者 TaskCancellationException,所以为了记录这种非常规异常,建议采用独立的ExceptionFilter记录。

    public class OperationCancelledExceptionFilter : ExceptionFilterAttribute
    {
        private readonly ILogger _logger;
    
        public OperationCancelledExceptionFilter(ILoggerFactory loggerFactory)
        {
            _logger = loggerFactory.CreateLogger<OperationCancelledExceptionFilter>();
        }
        public override void OnException(ExceptionContext context)
        {
            if(context.Exception is OperationCanceledException)
            {
                _logger.LogInformation("Request was cancelled");
                context.ExceptionHandled = true;
                context.Result = new StatusCodeResult(400);
            }
        }
    }

    SPA应用

    以上是后端程序员利用 取消机制 缓解后台性能压力,针对的是浏览器触发的取消操作。 从web请求的产生来源分析,除了浏览器能发起请求, 编程也可以发起请求

    >  想想日益常见的SPA程序(单页面程序),绝大部分页面请求都是ajax请求,你点击应用的另外一个“页面(JS代码维护页面导航),浏览器不会自动取消请求。

    在SPA应用中,前端发起的ajax请求, 若要取消,是需要以编程方式取消的。

    所以我墙裂建议, 在2C的SPA应用中,切换“页面“”时请 终止原页面的所有ajax请求

    var xhr = $.get("/api/myslowreport", function(data){
      //show the data
    });
    
    //If the user navigates away from this page
    xhr.abort() 

     

    总结输出  

    1. 利用取消机制的前置条件 在于 请求能够发出取消指令
    2. 利用取消机制的关键在于监测取消令牌,并作出取消操作
    3. 请求不但可以从浏览器发起,ajax也可以发起, 在SPA程序中极其常见,故取消机制需要关注SPA应用的ajax取消

    That‘s all ,前后端程序猿通力配合, 应用的吞吐量和响应能力极大提升, CTO要给各位加薪了。

    https://www.cnblogs.com/JulianHuang/p/10678887.html

    https://www.cnblogs.com/JulianHuang/p/10572840.html

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