外部タスクとグレイン

2025-05-29

設計上、グレインコードから生成されたサブタスク (例えば、await、ContinueWith、Task.Factory.StartNewを使用したもの) は、親タスクと同じアクティベーションTaskSchedulerでディスパッチされます。そのため、グレインコードの残りの部分と同じ シングルスレッド実行モデル を継承します。これが、グレインターンベースのコンカレンシーのシングルスレッド実行の背後にあるメインポイントです。

場合によっては、グレインコードで、Orleans タスクスケジュールモデルを "分割" し、別のタスクスケジューラや .NET TaskにThreadPoolを明示的にポイントするなど、"特別な操作を行う" 必要がある場合があります。たとえば、グレインコードで同期リモートブロッキング呼び出し (リモート I/O など) を実行する必要がある場合です。グレインコンテキストでブロック呼び出しを実行すると、グレインがブロックされるため、実行しないでください。代わりに、グレインコードは、スレッドプールスレッドでこのブロックコードを実行し、その実行の完了を結合 (await) してから、グレインコンテキストで続行できます。 Orleans スケジューラのエスケープは、一般的な使用パターンを超えて、非常に高度でめったに必要とされることの少ない使用シナリオであると予想されます。

タスクベースの API

await、 TaskFactory.StartNew (下記参照)、 Task.ContinueWith、 Task.WhenAny、 Task.WhenAll、および Task.Delay はすべて、現在のタスクスケジューラに従います。つまり、別の TaskSchedulerを渡さずに既定の方法で使用すると、グレインコンテキストで実行されます。
Task.Run と endMethod の TaskFactory.FromAsync デリゲートは、どちらも現在のタスクスケジューラに従い "ません"。どちらも、 TaskScheduler.Default スケジューラである .NET スレッドプールタスクスケジューラを使用します。そのため、Task.Run内のコードと endMethodTask.Factory.FromAsync 内のは、Orleans グレインのシングルスレッド実行モデルの外部にある .NET スレッドプール上で実行されます。ただし、await Task.Run または await Task.Factory.FromAsync 後のコードは、タスクの作成時点でアクティブだったスケジューラ、つまりグレインのスケジューラによって管理されて実行されます。
Task.ConfigureAwait の false は、現在のタスクスケジューラをエスケープするための明示的な API です。待ち状態の Task が TaskScheduler.Default スケジューラ (.NET スレッドプール) で実行されるため、その後のコードはこれによって実行され、グレインのシングルスレッド実行が破られます。

注意事項

一般に、 グレインコードでは ConfigureAwait(false) を直接使用しないでください。
シグネチャ async void を持つメソッドは、グレインと共に使用しないでください。これらは、グラフィカルユーザーインターフェイスのイベントハンドラーを対象としています。 async void メソッドは、例外を処理する方法を使用せず、例外をエスケープできる場合に、現在のプロセスを直ちにクラッシュさせることができます。これは、非同期デリゲートがList<T>.ForEach(async element => ...) デリゲートに変換されるため、Action<T> および async void を受け入れるその他のメソッドにも適用されます。

`Task.Factory.StartNew` と `async` のデリゲート

C# でタスクをスケジュールするための通常の推奨事項は、Task.RunではなくTask.Factory.StartNewを使用することです。 Task.Factory.StartNewをサッと検索すると、それが危険であることや常にTask.Runを優先することが推奨されることが示唆されています。ただし、グレインの シングルスレッド実行モデル内に留まるには、 Task.Factory.StartNew を使用する必要があります。では、それを正しく使用する方法は? Task.Factory.StartNew()の危険性は、非同期デリゲートのネイティブサポートの欠如です。これは、 var notIntendedTask = Task.Factory.StartNew(SomeDelegateAsync) のようなコードがバグである可能性が高いということです。 notIntendedTaskは、が完了したときに完了するタスクSomeDelegateAsync。代わりに、返されたタスク () をvar task = Task.Factory.StartNew(SomeDelegateAsync).Unwrap()ラップ解除します。

例: 複数のタスクとタスクスケジューラ

以下は、TaskScheduler.Current、Task.Run、および特殊なカスタムスケジューラを使用してOrleansコンテキストを抜け出し、そこに戻る方法を示すサンプルコードです。

public async Task MyGrainMethod()
{
    // Grab the grain's task scheduler
    var orleansTS = TaskScheduler.Current;
    await Task.Delay(10_000);

    // Current task scheduler did not change, the code after await is still running
    // in the same task scheduler.
    Assert.AreEqual(orleansTS, TaskScheduler.Current);

    Task t1 = Task.Run(() =>
    {
        // This code runs on the thread pool scheduler, not on Orleans task scheduler
        Assert.AreNotEqual(orleansTS, TaskScheduler.Current);
        Assert.AreEqual(TaskScheduler.Default, TaskScheduler.Current);
    });

    await t1;

    // We are back to the Orleans task scheduler.
    // Since await was executed in Orleans task scheduler context, we are now back
    // to that context.
    Assert.AreEqual(orleansTS, TaskScheduler.Current);

    // Example of using Task.Factory.StartNew with a custom scheduler to escape from
    // the Orleans scheduler
    Task t2 = Task.Factory.StartNew(() =>
    {
        // This code runs on the MyCustomSchedulerThatIWroteMyself scheduler, not on
        // the Orleans task scheduler
        Assert.AreNotEqual(orleansTS, TaskScheduler.Current);
        Assert.AreEqual(MyCustomSchedulerThatIWroteMyself, TaskScheduler.Current);
    },
    CancellationToken.None,
    TaskCreationOptions.None,
    scheduler: MyCustomSchedulerThatIWroteMyself);

    await t2;

    // We are back to Orleans task scheduler.
    Assert.AreEqual(orleansTS, TaskScheduler.Current);
}

例: スレッドプールスレッドで実行されているコードからグレイン呼び出しを行う

もう 1 つのシナリオには、グレインのタスクスケジュールモデルを "分割" し、スレッドプールスレッド (またはその他の非グレインコンテキスト) で実行する必要があるが、別のグレインを呼び出す必要があるグレインコードが含まれます。グレイン呼び出しは、追加の儀式なしで、グレイン以外のコンテキストから行うことができます。

次のコードは、グレインコンテキストではなく、グレイン内で実行されているコードからグレイン呼び出しを行う方法を示しています。

public async Task MyGrainMethod()
{
    // Grab the Orleans task scheduler
    var orleansTS = TaskScheduler.Current;
    var fooGrain = this.GrainFactory.GetGrain<IFooGrain>(0);
    Task<int> t1 = Task.Run(async () =>
    {
        // This code runs on the thread pool scheduler,
        // not on Orleans task scheduler
        Assert.AreNotEqual(orleansTS, TaskScheduler.Current);
        int res = await fooGrain.MakeGrainCall();

        // This code continues on the thread pool scheduler,
        // not on the Orleans task scheduler
        Assert.AreNotEqual(orleansTS, TaskScheduler.Current);
        return res;
    });

    int result = await t1;

    // We are back to the Orleans task scheduler.
    // Since await was executed in the Orleans task scheduler context,
    // we are now back to that context.
    Assert.AreEqual(orleansTS, TaskScheduler.Current);
}

ライブラリを操作する

コードで使用される一部の外部ライブラリでは、内部で ConfigureAwait(false) を使用する場合があります。 ConfigureAwait(false)、.NET ではを使用することをお勧めします。これは Orleansの問題ではありません。ライブラリメソッドを呼び出すグレインコードが通常の awaitを使用してライブラリ呼び出しを待機している限り、グレインコードは正しいです。結果はまさに望んでいた通りです。ライブラリコードは、既定のスケジューラ(によって返される値)で継続を実行しますが、これは< c1 /> スレッドで継続が実行されることを保証しません。なぜなら、それらはしばしば前のスレッドでインライン化されるからです。一方、グレインコードはグレインのスケジューラで実行されます。

もう 1 つのよく寄せられる質問は、ライブラリ呼び出しを Task.Runで実行する必要があるかどうか、つまり、ライブラリコードを ThreadPool に明示的にオフロードする必要があるかどうか ( await Task.Run(() => myLibrary.FooAsync())など) です。答えはノーです。ライブラリコードがブロック同期呼び出しを行う場合を除き、コードを ThreadPool にオフロードする必要はありません。通常、適切に記述された正しい .NET 非同期ライブラリ ( Task を返し、 Async サフィックスで名前を付けたメソッド) は、ブロック呼び出しを行いません。したがって、非同期ライブラリがバグがあると疑われるか、同期ブロッキングライブラリを意図的に使用しない限り、 ThreadPool に何かをオフロードする必要はありません。

デッドロック

グレインはシングルスレッドで実行されるため、複数のスレッドのブロックを解除する必要がある方法で同期的にブロックすることで、グレインのデッドロックが発生する可能性があります。つまり、指定されたタスクがメソッドまたはプロパティの呼び出し時点までに完了していない場合、次のいずれかのメソッドとプロパティを呼び出すコードがグレインをデッドロックする可能性があります。

Task.Wait()
Task.Result
Task.WaitAny(...)
Task.WaitAll(...)
task.GetAwaiter().GetResult()

これらのメソッドは、パフォーマンスの低下や不安定性につながる可能性があるため、コンカレンシーの高いサービスでは避けてください。有用な作業を実行できるスレッドをブロックして .NET ThreadPool を不足させ、 ThreadPool が完了するために追加のスレッドを挿入する必要があります。グレインコードを実行すると、これらのメソッドによってグレインがデッドロックする可能性があるため、グレインコードでも回避できます。

同期オーバー非同期の作業が避けられない場合は、その作業を別のスケジューラに移すのが良いでしょう。最も簡単な方法は、たとえば await Task.Run(() => task.Wait())を使用することです。アプリケーションのスケーラビリティとパフォーマンスに悪影響を与えるので、 同期オーバー非同期 作業を回避することを強くお勧めします。

概要: Orleans のタスクを扱う方法

何を実行しようとしていますか?	方法
.NET スレッドプールのスレッドでバックグラウンド作業を実行する。グレインコードまたはグレイン呼び出しは許可されない。	`Task.Run`
Orleans ターンベースのコンカレンシーの保証があるグレインコードから非同期 worker タスクを実行する (上記を参照)。	`Task.Factory.StartNew(WorkerAsync).Unwrap()` (Unwrap)
Orleans ターンベースのコンカレンシーの保証があるグレインコードから同期 worker タスクを実行する。	`Task.Factory.StartNew(WorkerSync)`
作業項目の実行に関するタイムアウト	`Task.Delay` + `Task.WhenAny`
非同期ライブラリメソッドを呼び出す	ライブラリ呼び出しの `await`
`async` / `await` を使用する	通常の .NET Task-Async プログラミングモデル。サポートと推奨
`ConfigureAwait(false)`	グレインコード内では使用しないでください。ライブラリ内でのみ許可されます。

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外部タスクとグレイン

タスク ベースの API

Task.Factory.StartNew と async のデリゲート

例: 複数のタスクとタスク スケジューラ

例: スレッド プール スレッドで実行されているコードからグレイン呼び出しを行う