Wygday - C#5 Async CTP - Reactive Extensions

1. C# 5/Rx Extensions :Vers un développement asynchrone Giovanni ClementWygwam Eric Vernié Microsoft

2. Motivations

4. Point de rupture

5. La programmation parallèle est un art difficile

6. Example de code séquentiel (C#) for (int z = 0; z < nbandesReel; z++) { intoffSetpositiony = (tailleBandeY) * (z); a = xmin; b = (ymin) + (intigralY * tailleBandeY) * z; Bitmap bmp = DessinerBandeUnsafe(b,width ,tailleBandeY); Rectangle rect = new Rectangle(0, offSetpositiony, width, tailleBandeY); Gfx.DrawImage(bmp, rect); } //Code omis pour plus de clarté

7. Code parallèle manuel ManualResetEventmre = new ManualResetEvent(false); ReaderWriterLockSlimlck = new ReaderWriterLockSlim(); int z = 0; int restant = nbandesReel; for (z = 0; z < nbandesReel; z++) { param.b = (ymin) + (intigralY * tailleBandeY) * z; param.offSetpositiony = (tailleBandeY) * (z); ThreadPool.QueueUserWorkItem((objectuserState) => { Parametres p = (Parametres)userState; Bitmap bmp = this.DessinerBandeUnsafe(p.b, p.width, p.tailleBandeY); Rectangle rect = new Rectangle(0, p.offSetpositiony, p.width, p.tailleBandeY); try { lck.EnterWriteLock(); Gfx.DrawImage(bmp, rect); } finally { lck.ExitWriteLock(); } if (Interlocked.Decrement(ref restant) == 0) mre.Set(); }, param); } mre.WaitOne(); SynchroSurMandelbrotComplete(); }

8. Il est donc urgent de simplifier !!

9. Microsoft nous aide avec la TaskParallel Library

10. TaskParallel Library (.NET) Chaque itération est une tâche Parallel.For(0, nbandesReel, 1, (z) => { intoffSetpositiony = (tailleBandeY) * (z); b = (ymin) + (intigralY * tailleBandeY) * z; Bitmap bmp = this.DessinerBandeUnsafe(b, width, tailleBandeY); Rectangle rect = new Rectangle(0, offSetpositiony, width, tailleBandeY); this.SyncroDessinerFractal(new DessinerEventArgs(bmp, rect, true)); }); Toutes les tâches doivent êtres finies avant de poursuivre

11. Les Tasks en action

12. Penser Parallèle

13. L’offre parallèle de Visual Studio 2010 aujourd’hui

14. Nouvelle librairie TPL DataFlow

15. Pipeline Coordination orientée événements Modélisation orientée flux de données

16. Jeux de primitives (blocs) pour communiquer par message au sein d’un processus Penser “Mise en tampon + traitement” Construitau dessus des Tâches TPL, des collections concurrentes, … Les “Blocs Dataflow” peuvent êtres mis en liaisons pour créer des réseaux de communication Repose sur des concepts / designs provenant Dix ans d’expérience en recherche en informatique Inspiré d’implémentations Microsoft Asynchronous Agents librarydans Visual C++ 2010 CCR de Microsoft Robotics Introduction à TPL DataFlowNouvelle librairie orientée flux de données

17. Blocs de flux de données

18. Bloc pour stocker des donnéesBufferBlock<T> private var _buffer = newBufferBlock<int>(); private static void Producer() { while(true) { int item = Produce(); _buffer.Post(item); }} private static asyncvoid ConsumerAsync() { while(true) { int item = await _buffer.ReceiveAsync(); Process(item); } }

19. Bloc d’exécutionActionBlock<TInput> var actionWrite = new ActionBlock<int>(item => Console.WriteLine(item));var buffer = new BufferBlock<int>();buffer.LinkTo(actionWrite);for (int i = 0; i < 10; i++) buffer.Post(i);

20. Bloc d’ExécutionTransformBlock<TInput,TOutput> var transformPow = new TransformBlock<double, double>(d => Math.Pow(d, 2));var transformSqrt = new TransformBlock<double, double>(d => Math.Sqrt(d));var actionWrite = new ActionBlock<double>(d => Console.WriteLine(d));transformPow.LinkTo(transformSqrt);transformSqrt.LinkTo(actionWrite);for (double d = 0; d < 10; d++) transformPow.Post(d);

21. Bloc pour stocker des données BroadcastBlock<T> var broadcast = new BroadcastBlock<int>(_ => _);var buffer1 = new BufferBlock<int>();var buffer2 = new BufferBlock<int>();broadcast.LinkTo(buffer2);broadcast.LinkTo(buffer1);for (int i = 0; i < 10; i++){ broadcast.Post(i);} for (int i = 0; i < 10; i++){ Console.WriteLine("Buffer1 " + buffer1.Receive()); Console.WriteLine("Buffer2 " + buffer2.Receive());}

22. TPL DataFlow en action

23. Penser parallèle et structurer l’application doit donc devenir une seconde nature afin que l’application monte efficacement en charge.

24. Mais développer parallèle, ce n’est pas que la performance !!

25. C’est aussi l’asynchronisme

26. AsynchronousProgramming Model (APM) IAsyncResultBeginRead(byte[] array,intoffset,intnumBytes, AsyncCallbackuserCallback,objectstateObject) intEndRead(IAsyncResultasynResult) Event-basedAsynchronous Pattern (EAP) void SendAsync( IPAddress address, Object userToken ) pingSender.PingCompleted+= new PingCompletedEventHandler (PingCompletedCallback); Modèles existant

27. Task-basedAsynchronous Pattern (TAP) Task, et Task<Tresult> Nouvelles fonctionnalités du langage C# 5 async et await Reactive Extensions Nouveaux Modèles

28. TAP : Comment çamarche ? async Task<XElement> GetRssAsync(stringurl) { var client = newWebClient(); var task = client.DownloadStringTaskAsync(url); var text = await task; var xml = XElement.Parse(text); return xml; }

29. async Task<XElement> GetRssAsync(string url) { var client = new WebClient(); var task = client.DownloadStringTaskAsync(url); var text = await task; var xml = XElement.Parse(text); return xml; } TAP Comment çamarche ? Task<XElement> GetRssAsync(stringurl) { var $builder = AsyncMethodBuilder<XElement>.Create(); var $state = 0; TaskAwaiter<string> $a1; Action $resume = delegate { try { if ($state == 1) goto L1; var client = newWebClient(); var task = client.DownloadStringTaskAsync(url); $state = 1; $a1 = task.GetAwaiter(); if ($a1.BeginAwait($resume)) return; L1: var text = $a1.EndAwait(); var xml = XElement.Parse(text); $builder.SetResult(xml); } catch (Exception $ex) { $builder.SetException($ex); } }; $resume(); return $builder.Task; }

30. TAP en action

32. await sur méthodes de TaskEx (Run ou AwaitAll)

33. TransformationTask<T> en T au retour de await

34. Support de l’annulation

35. CancellationTokenSource

36. Gestion des exceptions

37. try/catch autour de await

38. OperationCanceledException pour annulationC# Async composition

39. Reactive Extension « Asynchronisme » Une tache est asynchrone, SSI son éxécution ne bloque pas le contexte applicatif dans lequel elle se trouve.

40. Reactive Extension Besoin d’une interface graphique fluide Consommation de services Applications connectées …

41. Reactive Extension Rx Extensions <-> Reactive Extensions Ensemble d’outils (extensions) facilitant la gestions de taches / contextes asynchrones dans vos applications.

44. Ubiquitaire

45. Producer / Consumers d’events

47. Threading de la BCL (TPL)

48. Collections Threadsafe

53. La séquence est envoyée vers les souscriptions

54. A chaque donnée de séquence, le delegate reçoit l’item typé => C’est à vous d’y placer une logique.

60. Une source Observable<T> peut être « publiée » vers des consommateurs.

62. 3 souscriptions dans l’application :

63. L’onglet News de l’application

64. L’onglet Tag

65. L’onglet Catégories

67. Facilite et simplifie l’écriture d’applications asynchrones ( WinForms, WPF, WPhone7…)

69. RxExtensions http://msdn.microsoft.com/en-us/data/gg577609 Introduction http://msdn.microsoft.com/en-us/data/gg577611 Samples http://rxwiki.wikidot.com/101samples Ressources