Microsoft MVP성태의 닷넷 이야기
글쓴 사람
정성태 (techsharer at outlook.com)
홈페이지
첨부 파일
(연관된 글이 3개 있습니다.)
(시리즈 글이 5개 있습니다.)
.NET Framework: 369. ThreadPool.QueueUserWorkItem의 실행 지연
; https://www.sysnet.pe.kr/2/0/1455

.NET Framework: 919. C# - 닷넷에서의 진정한 비동기 호출을 가능케 하는 I/O 스레드 사용법
; https://www.sysnet.pe.kr/2/0/12250

.NET Framework: 922. C# - .NET ThreadPool의 Local/Global Queue
; https://www.sysnet.pe.kr/2/0/12253

.NET Framework: 2010. C# - ThreadPool.SetMaxThreads 사용법
; https://www.sysnet.pe.kr/2/0/13058

.NET Framework: 2011. C# - CLR ThreadPool의 I/O 스레드에 작업을 맡기는 방법
; https://www.sysnet.pe.kr/2/0/13059




C# - CLR ThreadPool의 I/O 스레드에 작업을 맡기는 방법

답 먼저 이야기하면, ThreadPool에서 제공하는 RegisterWaitForSingleObject 정적 메서드를 이용하면 됩니다.

RegisterWaitForSingleObject function (winbase.h)
; https://learn.microsoft.com/en-us/windows/win32/api/winbase/nf-winbase-registerwaitforsingleobject

ThreadPool.RegisterWaitForSingleObject Method
; https://learn.microsoft.com/en-us/dotnet/api/system.threading.threadpool.registerwaitforsingleobject

ThreadPool.RegisterWaitForSingleObject의 경우 인자로 WaitHandle을 받아들이는데요, 따라서 그것을 상속한 System.Threading.EventWaitHandle, System.Threading.Mutex, System.Threading.Semaphore 개체와 연동할 수 있습니다.

예를 들어 볼까요?

EventWaitHandle을 이용해 작업을 추가하고, 별도로 생성한 스레드에서 그 이벤트를 대기해 처리하는 코드를 다음과 같이 만들 수 있습니다. (전형적인 Producer/Consumer 모델입니다.)

using System;
using System.Collections.Concurrent;
using System.Runtime.Versioning;

[assembly: SupportedOSPlatform("windows")]

internal class Program
{
    static EventWaitHandle _signal = new EventWaitHandle(false, EventResetMode.AutoReset);
    static ConcurrentQueue<string> _works = new ConcurrentQueue<string>();

    static void Main(string[] args)
    {
        Thread t = new Thread(consumerFunc);
        t.Start();

        while (true)
        {
            string? text = Console.ReadLine();
            if (string.IsNullOrEmpty(text))
            {
                break;
            }

            _works.Enqueue(text);
            _signal.Set();
        }
    }

    private static void doWork(string text)
    {
        Console.WriteLine($"echo: {text}");
    }

    private static void consumerFunc(object? obj)
    {
        while (true)
        {
            _signal.WaitOne();

            if (_works.TryDequeue(out var text) == true)
            {
                doWork(text);
            }
        }
    }
}

위의 코드를 보면, "Consumer" 역할을 위해 별도의 스레드를 생성했는데요, 사실 스레드를 하나 별도로 유지하는 게 은근히 귀찮은 작업입니다. (혹은 다중 스레드로 consumer 역할을 하는 경우까지 생각하면 더더욱 귀찮습니다. ^^;) 기왕이면, 기본적으로 활성화되어 있는 CLR ThreadPool에 작업을 맡기는 것도 좋을 텐데요, 바로 이런 처리를 ThreadPool.RegisterWaitForSingleObject로 할 수 있습니다.

실제로, 아래의 소스 코드는 ThreadPool.RegisterWaitForSingleObject를 이용해 동일한 기능을 구현한 것입니다.

using System.Collections.Concurrent;
using System.Runtime.Versioning;

[assembly: SupportedOSPlatform("windows")]

internal class Program
{
    static EventWaitHandle _signal = new EventWaitHandle(false, EventResetMode.AutoReset);
    static ConcurrentQueue<string> _works = new ConcurrentQueue<string>();

    static void Main(string[] args)
    {
        RegisteredWaitHandle rwh = ThreadPool.RegisterWaitForSingleObject(_signal, doWork, null, -1, false);

        while (true)
        {
            string? text = Console.ReadLine();
            if (string.IsNullOrEmpty(text))
            {
                break;
            }

            _works.Enqueue(text);
            _signal.Set();
        }

        rwh.Unregister(_signal);
    }

    private static void doWork(object? state, bool timedOut)
    {
        if (_works.TryDequeue(out var text) == true)
        {
            Console.WriteLine($"echo: {text}");
        }
    }
}

좀 더 간결해졌죠? ^^ 게다가 아래의 글에서는,

AutoReset, ManualReset, Monitor.Wait의 차이
; https://www.sysnet.pe.kr/2/0/1015#4

Consumer 역할의 스레드 제거를 우아하게 하기 위해 ManualReset 이벤트까지 활용했어야 하는데 ThreadPool.RegisterWaitForSingleObject를 이용하면 그것마저도 필요가 없습니다. (어찌 보면, BlockingCollection<T>을 이용하는 것보다 더 쉽습니다.)




해본 김에, 적당한 활용 사례를 하나 더 들어볼까요? 예전에 썼던 글이 하나 떠오르는데요,

PInvoke 호출을 이용한 비동기 파일 작업
; https://www.sysnet.pe.kr/2/0/1750

위의 코드는 C#의 FileStream.WriteAsync를 Win32 API를 이용해 직접 구현한 것입니다. 하지만 아쉽게도 비동기 동작으로 WriteFile API는 호출했지만, WaitHandle.WaitAny를 이용해 대기함으로써 사실상 처리는 동기 방식과 다를 바가 없었습니다.

이것을 ThreadPool.RegisterWaitForSingleObject을 이용해 처리하면 BCL의 WriteAsync 메서드와 유사하게 동작을 흉내 낼 수 있습니다.

using Microsoft.Win32.SafeHandles;
using System.Diagnostics.CodeAnalysis;
using System.Runtime.InteropServices;
using System.Runtime.Versioning;
using System.Text;

[assembly: SupportedOSPlatform("windows")]

class Program
{
    [DllImport("kernel32.dll", SetLastError = true)]
    public static extern SafeFileHandle CreateFile(
       String pipeName,
       uint dwDesiredAccess,
       uint dwShareMode,
       IntPtr lpSecurityAttributes,
       uint dwCreationDisposition,
       uint dwFlagsAndAttributes,
       IntPtr hTemplate);

    [DllImport("kernel32.dll", SetLastError = true)]
    static extern bool WriteFile(SafeFileHandle hFile, byte[] lpBuffer,
       int nNumberOfBytesToWrite, out uint lpNumberOfBytesWritten,
       [In] ref System.Threading.NativeOverlapped lpOverlapped);

    public const int FILE_FLAG_OVERLAPPED = 0x40000000;

    static void Main(string[] args)
    {
        string txt = new string('t', 1024 * 1024 * 600);
        byte[] buf = Encoding.ASCII.GetBytes(txt);

        File.Delete(@"C:\temp\test.txt");

        using (SafeFileHandle pHandle = CreateFile(@"c:\temp\test.txt",
                (uint)FileAccess.ReadWrite,
                0,
                IntPtr.Zero,
                (uint)2,
                FILE_FLAG_OVERLAPPED,
                IntPtr.Zero))
        {
            uint written;
            NativeOverlapped o = new NativeOverlapped();

            EventWaitHandle writeEvent = new EventWaitHandle(false, EventResetMode.AutoReset);
            o.EventHandle = writeEvent.SafeWaitHandle.DangerousGetHandle();

            if (WriteFile(pHandle, buf, buf.Length, out written, ref o) == false)
            {
                int lastError = Marshal.GetLastWin32Error();
                if (lastError == 997) //  ERROR_IO_PENDING == 997
                {
                    OverlappedParameter op = new OverlappedParameter()
                    {
                        Event = writeEvent,
                    };

                    op.WaitHandle = ThreadPool.RegisterWaitForSingleObject(writeEvent, WriteCompleted, op, -1, false);
                    op.TryUnregister();
                }
                else
                {
                    // Write File Error
                    Console.WriteLine("Write File Error");
                    writeEvent.Close();
                }
            }
        }

        Console.WriteLine("Press Enter to exit ...");
        Console.ReadLine();
    }

    public static void WriteCompleted(object? objState, bool timedOut)
    {
        OverlappedParameter? op = objState as OverlappedParameter;
        if (op == null)
        {
            return;
        }

        Console.WriteLine("async WriteCompleted");
        op.Done();
    }
}

public class OverlappedParameter
{
    [AllowNull]
    public EventWaitHandle Event { get; set; } = null;

    [AllowNull]
    public RegisteredWaitHandle WaitHandle { get; set; } = null;

    bool _done;
    bool _disposed;

    public void Done()
    {
        _done = true;
        TryUnregister();
    }

    public void TryUnregister()
    {
        if (_done == false)
        {
            return;
        }

        lock (Event)
        {
            if (_disposed == true)
            {
                return;
            }

            _disposed = true;

            WaitHandle.Unregister(Event);
            Event.Dispose();
        }
    }
}

오~~~ 좀 그럴 듯하게 바뀌었습니다. ^^




그나저나, ThreadPool.RegisterWaitForSingleObject로 인해 콜백을 호출하는 스레드는 Worker일까요? I/O일까요? ThreadPool.SetMaxThreads를 이용해 간단하게 테스트해 보면 됩니다. ^^

C# - ThreadPool.SetMaxThreads 사용법
; https://www.sysnet.pe.kr/2/0/13058

각각 다음과 같은 2가지 경우로 실행해 보면 될 텐데요,

// Worker 스레드 수를 최대 1개로 변경
ThreadPool.SetMinThreads(1, 4);
ThreadPool.SetMaxThreads(1, 4);

// I/O 스레드 수를 최대 1개로 변경
ThreadPool.SetMinThreads(4, 1);
ThreadPool.SetMaxThreads(4, 1);

위와 같은 설정 상태에서 WriteAsync를 2번 연이어 호출하고 콜백 메서드에서는 의도적으로 5초 정도 지연하면 결과를 금방 확인할 수 있습니다.

static void Main(string[] args)
{
    ThreadPool.SetMinThreads(...[스레드 제약]...);
    ThreadPool.SetMaxThreads(...[스레드 제약]...);

    // ...[생략]...
    WriteAsync(pHandle, buf); // RegisterWaitForSingleObject 호출을 이용한 비동기 파일 Write를 담고 있는 메서드 
    WriteAsync(pHandle, buf);

    // ...[생략]...
    Console.WriteLine("Press Enter to exit ...");
    Console.ReadLine();
}

public static void WriteCompleted(object? objState, bool timedOut)
{
    Console.WriteLine($"{DateTime.Now} async WriteCompleted");

    Thread.Sleep(1000 * 5);

    // ...[생략]...
}

우선, Worker 스레드를 1개로 제한했을 때는 이런 식으로 출력이 되었고,

2022-05-14 오전 12:25:42 async WriteCompleted
Press Enter to exit ...
2022-05-14 오전 12:25:42 async WriteCompleted

I/O 스레드를 1개로 제한했을 때는 이런 식으로 출력이 되었습니다.

2022-05-14 오전 12:26:01 async WriteCompleted
Press Enter to exit ...
2022-05-14 오전 12:27:06 async WriteCompleted

즉, ThreadPool.RegisterWaitForSingleObject로 인한 콜백은 I/O 스레드에서 호출되는 것입니다. 그렇다면, 다음과 같이 ThreadPool의 사용법이 정리가 됩니다.

[Worker 스레드에 작업을 할당] ThreadPool.QueueUserWorkItem
[I/O 스레드에 작업을 할당] ThreadPool.RegisterWaitForSingleObject

(첨부 파일은 이 글의 예제 코드를 포함합니다.)




[이 글에 대해서 여러분들과 의견을 공유하고 싶습니다. 틀리거나 미흡한 부분 또는 의문 사항이 있으시면 언제든 댓글 남겨주십시오.]

[연관 글]






[최초 등록일: ]
[최종 수정일: 11/4/2022]

Creative Commons License
이 저작물은 크리에이티브 커먼즈 코리아 저작자표시-비영리-변경금지 2.0 대한민국 라이센스에 따라 이용하실 수 있습니다.
by SeongTae Jeong, mailto:techsharer at outlook.com

비밀번호

댓글 작성자
 



2023-02-16 09시53분
What are the potentially-erroneous results if you don’t pass NULL as the lpNumberOfBytesRead when issuing overlapped I/O?
; https://devblogs.microsoft.com/oldnewthing/20230215-00/?p=107832

overlapped I/O 수행 시 굳이 lpNumber­Of­Bytes­Read 인자에 값을 넣을 필요는 필요는 없다고 합니다. 심지어, 자칫 Get­Overlapped­Result에 같은 변수가 사용되면 부작용까지 발생할 수 있습니다. 그래서 차라리 문서에서는 복잡한 설명을 추가하기보다는 그냥 lpNumber­Of­Bytes­Read에 null을 전달하라는 식으로 써졌다고 하는데요. ^^

그래도 lpNumber­Of­Bytes­Read 인자가 의미가 있을 때도 있다고 합니다. FILE_SKIP_COMPLETION_PORT_ON_SUCCESS 옵션으로 I/O를 수행 시에는 읽어낸 바이트 수를 알아내기 위해 별도로 Get­Overlapped­Result를 호출해야 하지만 그것 없이 lpNumber­Of­Bytes­Read 인자를 전달하면 성능상 micro-optimization 수준에서 의미가 있다고.
정성태

1  2  3  4  5  6  7  8  9  [10]  11  12  13  14  15  ...
NoWriterDateCnt.TitleFile(s)
13407정성태9/4/20234049닷넷: 2139. C# - ParallelEnumerable을 이용한 IEnumerable에 대한 병렬 처리
13406정성태9/4/20234070VS.NET IDE: 186. Visual Studio Community 버전의 라이선스
13405정성태9/3/20234485닷넷: 2138. C# - async 메서드 호출 원칙
13404정성태8/29/20233998오류 유형: 876. Windows - 키보드의 등호(=, Equals sign) 키가 눌리지 않는 경우
13403정성태8/21/20233845오류 유형: 875. The following signatures couldn't be verified because the public key is not available: NO_PUBKEY EB3E94ADBE1229CF
13402정성태8/20/20233900닷넷: 2137. ILSpy의 nuget 라이브러리 버전 - ICSharpCode.Decompiler
13401정성태8/19/20234114닷넷: 2136. .NET 5+ 환경에서 P/Invoke의 성능을 높이기 위한 SuppressGCTransition 특성 [1]
13400정성태8/10/20233955오류 유형: 874. 파이썬 - pymssql을 윈도우 환경에서 설치 불가
13399정성태8/9/20233755닷넷: 2135. C# - 지역 변수로 이해하는 메서드 매개변수의 값/참조 전달
13398정성태8/3/20234722스크립트: 55. 파이썬 - pyodbc를 이용한 SQL Server 연결 사용법
13397정성태7/23/20234243닷넷: 2134. C# - 문자열 연결 시 string.Create를 이용한 GC 할당 최소화
13396정성태7/22/20233977스크립트: 54. 파이썬 pystack 소개 - 메모리 덤프로부터 콜 스택 열거
13395정성태7/20/20233760개발 환경 구성: 685. 로컬에서 개발 중인 ASP.NET Core/5+ 웹 사이트에 대해 localhost 이외의 호스트 이름으로 접근하는 방법
13394정성태7/16/20233720오류 유형: 873. Oracle.ManagedDataAccess.Client - 쿼리 수행 시 System.InvalidOperationException
13393정성태7/16/20234023닷넷: 2133. C# - Oracle 데이터베이스의 Sleep 쿼리 실행하는 방법
13392정성태7/16/20233903오류 유형: 872. Oracle - ORA-01031: insufficient privileges
13391정성태7/14/20233958닷넷: 2132. C# - sealed 클래스의 메서드를 callback 호출했을 때 인라인 처리가 될까요?
13390정성태7/12/20233755스크립트: 53. 파이썬 - localhost 호출 시의 hang 현상
13389정성태7/5/20233851개발 환경 구성: 684. IIS Express로 호스팅하는 웹을 WSL 환경에서 접근하는 방법
13388정성태7/3/20234036오류 유형: 871. 윈도우 탐색기에서 열리지 않는 zip 파일 - The Compressed (zipped) Folder '[...].zip' is invalid. [1]파일 다운로드1
13387정성태6/28/20234138오류 유형: 870. _mysql - Commands out of sync; you can't run this command now
13386정성태6/27/20234248Linux: 61. docker - 원격 제어를 위한 TCP 바인딩 추가
13385정성태6/27/20234431Linux: 60. Linux - 외부에서의 접속을 허용하기 위한 TCP 포트 여는 방법
13384정성태6/26/20234100.NET Framework: 2131. C# - Source Generator로 해결하는 enum 박싱 문제파일 다운로드1
13383정성태6/26/20233885개발 환경 구성: 683. GPU 런타임을 사용하는 Colab 노트북 설정
13382정성태6/25/20233928.NET Framework: 2130. C# - Win32 API를 이용한 윈도우 계정 정보 (예: 마지막 로그온 시간)파일 다운로드1
1  2  3  4  5  6  7  8  9  [10]  11  12  13  14  15  ...