1、简介
本文主要演示日常开发中利用多线程写入文件存在的问题,以及解决方案,本文使用最常用的日志案例!
2、使用File.AppendAllText写入日志
这是种常规的做法,通过File定位到日志文件所在位置,然后写入相应的日志内容,代码如下:
static string _filePath = @"C:\Users\zhengchao\Desktop\测试文件.txt"; static void Main(string[] args) { WriteLogAsync(); Console.ReadKey(); } static void WriteLogAsync() { var logRequestNum = 100000;//请求写入日志次数 var successCount =0;//执行成功次数 var failCount = 0;//执行失败次数 //模拟100000次用户请求写入日志操作 Parallel.For(0, logRequestNum, i => { try { var now = DateTime.Now; var logContent = $"当前线程Id:{Thread.CurrentThread.ManagedThreadId},日志内容:暂时没有,日志级别:Warn,写入时间:{now.ToString()}"; File.AppendAllText(_filePath, logContent); successCount++; } catch (Exception ex) { failCount++; Console.WriteLine(ex.Message); } }); Console.WriteLine($"Request Count:{logRequestNum}. Success Count:{successCount} Failed Count:{failCount}."); } 
报错了,原因,Windows不允许多个线程同时操作同一个文件,所以,抛异常.所以必须解决这个问题。
3、利用ReadWriterSlim解决多线程征用文件问题
关于ReadWriterSlim的使用,在本人的这篇中已介绍,在其基础上,对SynchronizedCache类稍稍改造,形成一个SynchronizedFile类,对相关操作代码进行线程安全处理,即能解决当前的问题,代码如下:
public class SynchronizedFile { private static ReaderWriterLockSlim cacheLock = new ReaderWriterLockSlim(); /// /// 线程安全的写入文件操作 /// /// public static void WriteFile(Action action) { cacheLock.EnterWriteLock(); try { action.Invoke(); } finally { cacheLock.ExitWriteLock(); } } } 调用代码如下所示:
static string _filePath = @"C:\Users\zhengchao\Desktop\测试文件.txt"; static void Main(string[] args) { WriteLogSync(); Console.ReadKey(); } /// /// 多线程同步写入文件 /// static void WriteLogSync() { var logRequestNum = 10000;//请求写入日志次数 var successCount =0;//执行成功次数 var failCount = 0;//执行失败次数 var stopWatch = Stopwatch.StartNew(); //模拟100000次用户请求写入日志操作 var result=Parallel.For(0, logRequestNum, i => { SynchronizedFile.WriteFile(() => { try { var now = DateTime.Now; var logContent = $"当前线程Id:{Thread.CurrentThread.ManagedThreadId},日志内容:暂时没有,日志级别:Warn,写入时间:{now.ToString()}\r\n"; File.AppendAllText(_filePath, logContent); successCount++; } catch (Exception ex) { failCount++; Console.WriteLine(ex.Message); } }); }); if (result.IsCompleted) { stopWatch.Stop(); Console.WriteLine($"Request Count:{logRequestNum}. Success Count:{successCount} Failed Count:{failCount},总耗时:{stopWatch.ElapsedMilliseconds/1000}秒"); } } 
内容全部写入成功,但是还没有结束,原因是,反编译
一直反编译下去,会发现
用的是同步Api,所以代码可以继续优化,同步意味着每个线程在写入文件时,当前的写入托管代码会转换成托管代码,最后,Windows会把当前写入操作的数据初始化成IRP数据包传给硬件设备,之后硬件设备开始执行写入操作。这个过程,当前线程在和硬件交互时,不会返回到线程池,而是被Windows置为休眠状态,等待硬件设置执行写入操作完毕后,接着Windows会唤起该线程,最后又回到我的托管代码也就是C#代码中,继续执行下面的逻辑.所以当前的日志写入代码可以优化,使用异步Api来做.这样当前线程不会等待硬件设备,而是返回线程池.提高CPU的利用率.
4、优化代码
static string _filePath = @"C:\Users\zhengchao\Desktop\测试文件.txt"; static void Main(string[] args) { WriteLogAsync(); Console.ReadKey(); } /// /// 多线程异步写入文件 /// static void WriteLogAsync() { var logRequestNum = 10000;//请求写入日志次数 var successCount = 0;//执行成功次数 var failCount = 0;//执行失败次数 var stopWatch = Stopwatch.StartNew(); //模拟100000次用户请求写入日志操作 var result = Parallel.For(0, logRequestNum, i => { SynchronizedFile.WriteFile(() => { try { var now = DateTime.Now; var logContent = $"当前线程Id:{Thread.CurrentThread.ManagedThreadId},日志内容:暂时没有,日志级别:Warn,写入时间:{now.ToString()}\r\n"; var utf8NoBom = new UTF8Encoding(false, true);//去掉Dom头 using (StreamWriter writer = new StreamWriter(_filePath, true, utf8NoBom)) { writer.WriteAsync(logContent); } successCount++; } catch (Exception ex) { failCount++; Console.WriteLine(ex.Message); } }); }); if (result.IsCompleted) { stopWatch.Stop(); Console.WriteLine($"Request Count:{logRequestNum}. Success Count:{successCount} Failed Count:{failCount},总耗时:{stopWatch.ElapsedMilliseconds / 1000}秒"); } } 虽然效果差不多,但是能提升CPU利用率.暂时还没找到多线程写入一个文件,不需要加读锁的方法,如果有,请告知.