Existe algo como BlockingCollection <T> assíncrono?

Eu gostaria de awaitno resultado de BlockingCollection<T>.Take()forma assíncrona, então eu não bloqueio o segmento. Procurando por algo assim:

var item = await blockingCollection.TakeAsync();

Eu sei que poderia fazer isso:

var item = await Task.Run(() => blockingCollection.Take());

mas isso meio que acaba com a ideia toda, porque outro thread (de ThreadPool) é bloqueado.

Existe alguma alternativa?

Existem quatro alternativas que eu conheço.

O primeiro é Canais , que fornece uma fila multitarefa que suportes assíncrona Reade Writeoperações. Os canais são altamente otimizados e, opcionalmente, suportam a eliminação de alguns itens se um limite for atingido.

O próximo é BufferBlock<T>do TPL Dataflow . Se você tiver apenas um consumidor, poderá usar OutputAvailableAsyncou ReceiveAsync, ou apenas vinculá-lo a um ActionBlock<T>. Para mais informações, consulte meu blog .

Os dois últimos são tipos que criei, disponíveis em minha biblioteca AsyncEx .

AsyncCollection<T>é asyncquase equivalente a BlockingCollection<T>, capaz de envolver uma coleção de produtor / consumidor simultânea, como ConcurrentQueue<T>ou ConcurrentBag<T>. Você pode usar TakeAsyncpara consumir itens da coleção de maneira assíncrona. Para mais informações, consulte meu blog .

AsyncProducerConsumerQueue<T>é uma asyncfila de produtor / consumidor compatível com mais portabilidade . Você pode usar DequeueAsyncpara consumir itens da fila de maneira assíncrona. Para mais informações, consulte meu blog .

As três últimas alternativas permitem puts e take síncronos e assíncronos.

... ou você pode fazer isso:

using System.Collections.Concurrent;
using System.Collections.Generic;
using System.Threading;
using System.Threading.Tasks;

public class AsyncQueue<T>
{
    private readonly SemaphoreSlim _sem;
    private readonly ConcurrentQueue<T> _que;

    public AsyncQueue()
    {
        _sem = new SemaphoreSlim(0);
        _que = new ConcurrentQueue<T>();
    }

    public void Enqueue(T item)
    {
        _que.Enqueue(item);
        _sem.Release();
    }

    public void EnqueueRange(IEnumerable<T> source)
    {
        var n = 0;
        foreach (var item in source)
        {
            _que.Enqueue(item);
            n++;
        }
        _sem.Release(n);
    }

    public async Task<T> DequeueAsync(CancellationToken cancellationToken = default(CancellationToken))
    {
        for (; ; )
        {
            await _sem.WaitAsync(cancellationToken);

            T item;
            if (_que.TryDequeue(out item))
            {
                return item;
            }
        }
    }
}

Fila FIFO assíncrona simples e totalmente funcional.

Observação: SemaphoreSlim.WaitAsyncfoi adicionado ao .NET 4.5 antes disso, mas não era tão simples.

Aqui está uma implementação muito básica de um BlockingCollectionque oferece suporte à espera, com muitos recursos ausentes. Ele usa a AsyncEnumerablebiblioteca, que torna a enumeração assíncrona possível para versões C # anteriores a 8.0.

public class AsyncBlockingCollection<T>
{ // Missing features: cancellation, boundedCapacity, TakeAsync
    private Queue<T> _queue = new Queue<T>();
    private SemaphoreSlim _semaphore = new SemaphoreSlim(0);
    private int _consumersCount = 0;
    private bool _isAddingCompleted;

    public void Add(T item)
    {
        lock (_queue)
        {
            if (_isAddingCompleted) throw new InvalidOperationException();
            _queue.Enqueue(item);
        }
        _semaphore.Release();
    }

    public void CompleteAdding()
    {
        lock (_queue)
        {
            if (_isAddingCompleted) return;
            _isAddingCompleted = true;
            if (_consumersCount > 0) _semaphore.Release(_consumersCount);
        }
    }

    public IAsyncEnumerable<T> GetConsumingEnumerable()
    {
        lock (_queue) _consumersCount++;
        return new AsyncEnumerable<T>(async yield =>
        {
            while (true)
            {
                lock (_queue)
                {
                    if (_queue.Count == 0 && _isAddingCompleted) break;
                }
                await _semaphore.WaitAsync();
                bool hasItem;
                T item = default;
                lock (_queue)
                {
                    hasItem = _queue.Count > 0;
                    if (hasItem) item = _queue.Dequeue();
                }
                if (hasItem) await yield.ReturnAsync(item);
            }
        });
    }
}

Exemplo de uso:

var abc = new AsyncBlockingCollection<int>();
var producer = Task.Run(async () =>
{
    for (int i = 1; i <= 10; i++)
    {
        await Task.Delay(100);
        abc.Add(i);
    }
    abc.CompleteAdding();
});
var consumer = Task.Run(async () =>
{
    await abc.GetConsumingEnumerable().ForEachAsync(async item =>
    {
        await Task.Delay(200);
        await Console.Out.WriteAsync(item + " ");
    });
});
await Task.WhenAll(producer, consumer);

Resultado:

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Atualização: com o lançamento do C # 8, a enumeração assíncrona se tornou um recurso de linguagem integrado. As classes necessárias ( IAsyncEnumerable, IAsyncEnumerator) são incorporadas ao .NET Core 3.0 e são oferecidas como um pacote para .NET Framework 4.6.1+ ( Microsoft.Bcl.AsyncInterfaces ).

Aqui está uma GetConsumingEnumerableimplementação alternativa , apresentando a nova sintaxe C # 8:

public async IAsyncEnumerable<T> GetConsumingEnumerable()
{
    lock (_queue) _consumersCount++;
    while (true)
    {
        lock (_queue)
        {
            if (_queue.Count == 0 && _isAddingCompleted) break;
        }
        await _semaphore.WaitAsync();
        bool hasItem;
        T item = default;
        lock (_queue)
        {
            hasItem = _queue.Count > 0;
            if (hasItem) item = _queue.Dequeue();
        }
        if (hasItem) yield return item;
    }
}

Observe a coexistência de awaite yieldno mesmo método.

Exemplo de uso (C # 8):

var consumer = Task.Run(async () =>
{
    await foreach (var item in abc.GetConsumingEnumerable())
    {
        await Task.Delay(200);
        await Console.Out.WriteAsync(item + " ");
    }
});

Observe o awaitantes de foreach.

Se você não se importa em um pequeno hack, pode tentar essas extensões.

public static async Task AddAsync<TEntity>(
    this BlockingCollection<TEntity> Bc, TEntity item, CancellationToken abortCt)
{
    while (true)
    {
        try
        {
            if (Bc.TryAdd(item, 0, abortCt))
                return;
            else
                await Task.Delay(100, abortCt);
        }
        catch (Exception)
        {
            throw;
        }
    }
}

public static async Task<TEntity> TakeAsync<TEntity>(
    this BlockingCollection<TEntity> Bc, CancellationToken abortCt)
{
    while (true)
    {
        try
        {
            TEntity item;

            if (Bc.TryTake(out item, 0, abortCt))
                return item;
            else
                await Task.Delay(100, abortCt);
        }
        catch (Exception)
        {
            throw;
        }
    }
}