Task yoki ValueTask?

2023 Mar 19, 13:40 • Wahid Abduhakimov (@wahid)

Task va uning jenerik sherigi Task<TResult> klasi ancha vaqtlardan beri bor va har bir .NETchi asinxron dasturlash uchun uni ishlatib ko’rgan. .NET Core 2.0dan boshlab yangi klas ValueTask va ValueTask<TResult> olib kirildi. Ho’sh siz ulardan qaysi birini ishlatishingiz kerak?

Qisqa qilib aytganda, agarda siz kutubxona yozayotgan bo’lsangiz va shu kutubxona xotirani va resurslarni judayam kam sarflashi zarur bo’lgan joylarda ishlatilsa, siz ValueTask haqida bosh qotirsangiz arziydi. Lekin ValueTask ishlatishda judayam extiyotkor bo’lish kerak. Odatiy kunlik ishlarda esa Senior darajada bo’lmagan dasturchilar Task klasi ishlatgani ma’qul.

Ushbu postni oxirigacha o’qib tushinib olganingizdan keyin darajangizdan qatiy nazar ValueTask va Taskni qayerda va qanday ishlatishni tushinib olasiz.

Task/Task<TResult>

Task klasining vaziflari ko’p. Qisqa qilib aytganda u uzoq vaqt davom etadigan ish qaytaradigan ma’lumotni o’rash uchun wrapper sifatida ishlatiladi va promise ya’ni va’da deyiladi. Qaytarilgan Task obyektini hohlagan vaqtda await qilib kutib turgan holda natijasini olsa bo’ladi. Bundan tashqari shu obyektni hohlagancha qayta-qayta yoki parallel bir nechta threadda await qilsa ham bir xil natija qaytaradi. Bu judaham kuchli yechim!

async Task<int> GetNaturalGasPriceInUsdAsync()
{
    await Task.Delay(1000);

    return 9; 
}

var uzbekNaturalGasPrice = GetNaturalGasPriceInUsdAsync();
var price = await uzbekNaturalGasPrice;
var price2 = await uzbekNaturalGasPrice;

Yuqoridagi kodda ko’rinib turibdiki bitta Task obyektini bir necha marta await qilish mumkin va u bir xil natija qaytaradi.

Muammo

Unda muammo nimada? Gap shundaki, Task va Task<TResult> klas tiplar bo’lib har safar asinxron funksiya chaqirilganda Task yoki Task<TResult> allocate (xotirani o’zlashtirish) qilib qaytarishga to’g’ri keladi. Hullas, har safar funksiya chaqirilganda yangi instance yaratib qaytarish dastur tezligi va xotira samaradorligiga sezilarli ta’sir qiladi.

Runtimedagi yechimlar

Ko’p hollarda asinxron funksiyalar sodda bo’ladi va ularni bir marta await orqali chaqirish kifoya bo’ladi.

...
await SendEmailAsync(email, cancellationToken);
...

Bundan tashqari, ko’p hollarda asinxron funksiya ham ishini sinxron tugatadi ya’ni quyidagi misoldagidek ma’lum shartlar bajarilsagina asinxron ish bajariladi yo’qsa funksiya ishini sinxron tugatib Task qaytaradi.

public async Task SendEmailAsync(Email email, CancellationToken cancellationToken = default)
{
		if(email is not null)
				await client.SendEmailAsync(email, cancellationToken);

		logger.LogInformation("Email not sent!");
}

Ushbu koddan tushinish mumkinki ba’zi hollarda funksiya hech qanday asinxron ish bajarilmaydi.

Bunday holatlar juda ham ko’p takrorlangani uchun .NET Runtime o’zi Taskning hech qanday asinxron ish bajarilmaganda qaytariladigan nusxasini Cache qilib oladi va qayta-qayta ishlataveradi. Bu o’sha biz bilgan Task.CompletedTask obyekti. Yuqoridagi kodda agar email null bo’lsa Runtime o’zi Task.CompletedTaskni cachedan olib qaytaradi. Agar asinxron ish bajarilsa, yangi Task obyekti allocate qilib qaytariladi.

Yana bir misolga qarang. Bir Task<bool> qaytaradigan funksiya bor. Bu funksiyada 3 xil holat bor:

  • darxol sinxron true qaytaradi
  • darxol sinxron false qaytaradi
  • asinxron ravishda uzoq vaqtda true yoki false qaytaradi.

Dastlabki ikki holatda Task<bool>dan yangi obyekt allocate qilib qaytarish shart emas. 2 ta dona qiymat bo’lgani uchun Runtime ularni allaqachon Cache saqlab qo’ygan bo’ladi va o’shalarni qaytaradi. Ya’ni yangi xotira allocate qilinmaydi. Agar funksiya asinxron ish bajarsa, majburan Task<bool> obyekti allocate qilinadi. Quyidagi snippet shuni ko’rsatadi.

public async Task<bool> ShouldSendEmailAsync(User user, CancellationToken cancellationToken = default)
{
		if(user is null)
				return false;

		if(user.IsNew())
				return true;

		return await IsNotAdminAsync()
}

Lekin hamma narsani ham Cache qilish practical yechim emas. Masalan, Task<int> qaytaradigan funksiyani hamma bo’lishi mumkin bo’lgan natijalarni Cacheda saqlash Gigabaytlab xotira talab qiladi.

Ko’plab kutibxonalar shunday Cache texnikasidan foydalanib yangi obyektlar yaratilishini oldini olishadi. Masalan, MemoryStream.ReadAsync funksiyadi Task<int> obyekti orqali nechta bayt o’qilganini qaytaradi. Bu funksiya ko’pincha bir xil son qaytargani uchuni ichkarida birinchi qaytarilgan Task<int> obyekti Cache qilinadi. Keyingi safar chaqirilganda, agar yana o’shancha bayt o’qigan bo’lsa eski Cache qilingan obyekt qaytariladi. Yo’qsa Task.FromResult ishlatib yangi obyekt yaratiladi.

Bu funksiya .NET yangi versiyalarida ValueTask<int> qaytaradigan qilib update qilingan.

ValueTask<TResult>

Yuqoridagi yechimni yanada takomillashtirish uchun .NET Core 2.0dan boshlab ValueTask<TResult> struct tanishtirildi. U asinxon funksiyalardan qaytariladi va TResult yoki Task<TResult> uchun wrapper vazifasini bajaradi. Agar asinxron funksiya muvaffaqiyatli sinxron yakunlansa, ValueTask<TResult> structi TResult ga initialize qilib qaytarialdi. Hech qanday allocation bo’lmaydi. Agar asinxron yakunlansa yoki qandaydir exception sodir bo’lsa, yangi Task<TResult> obyekti allocate qilib ValueTask<TResult>ga o’rab qaytariladi.

Buning yordamida yuqorida keltirilgan MemoryStream.ReadBytes funksiyasi quyidagicha takomillashtirildi. Endi hech qanday Cache ishlatilmaydi.

public override ValueTask<int> ReadAsync(byte[] buffer, int offset, int count)
{
    try
    {
        int bytesRead = Read(buffer, offset, count);
        return new ValueTask<int>(bytesRead);
    }
    catch (Exception e)
    {
        return new ValueTask<int>(Task.FromException<int>(e));
    }
}

Muhim narsa qolib ketyapti

await dasturlash yo’lining eng muhim xususiyatlaridan biri bu asinxron operatsiya yakunlanganda chaqirish imkonini beruvchi callback method bilan ta’minlash. Ya’ni Task/Task<TResult> qaytaradigan asinxron funksiyalarga ish tugatilganda chaqiriladigan callback method bersangiz bo’ladi.

async Task<ZipArchive> CreateZipArchiveFromCloudFiles()
{
    var files await DownloadAllFilesToTempFolderAsync();
    return await CreateZipAsync(files);  
}

var zipArchive = await CreateZipArchiveFromCloudFiles()
	.ContinueWith(async (task) =>
	{
			await CleanupTempFolderAsync();
	});

Buni amalga oshirish uchun xotirada shu operatsiyani aks ettiruvchi obyekt saqlanishi kerak va u orqali callback method chaqirilishi kerak. Shu hususiyatni ta’minlash uchun .NET Core 2.1dan boshlab IValueTaskSource<TResult> interface tanishtirildi. Bu interface asinxron operatsiya holati haqida ma’lumot saqlaydi va OnCompleted methodi orqali unga yuqoridagidan callback method bersa bo’aldi.

*IValueTaskSource<TResult> haqida keyingi postlarda.*

Endi ValueTask<TResult> va ValueTask structlari birgalikda asinxron funsiyalarni har qanday holatda ham hech qanday hotira allocate qilmasdan natija qaytarish imkonini beradi.

ValueTask ishlatishdagi havf

ValueTask va ValueTask<TResult> qisqa qilib aytganda oddiy holatlarda bir marta await qilib ishlatiladigan Tasklar uchun chiqarilgan. Quyidagi holatlarda hech qachon ValueTask / ValueTask<TResult> ishlatmaslik kerak.

  • ValueTask / ValueTask<TResult> ni bir martadan ortiq await qilish. ValueTask<TResult> ichidagi TResult obyekti GC tomonidan recycle qilib yuborilgan bo’lishi yoki boshqa operatsiya tomonidan ishlatilayotgan bo’lishi mumkin
  • **ValueTask / ValueTask<TResult>**ni bir vaqta bir nechta threaddanawait qilish. Yuqoridagiday TResult obyekti bitta thread ishini tugatgach recycle qilib yuborilgan bo’lishi mumkin.
  • Operatsiya yakunlanmasidan avval .GetAwaiter().GetResult() funksiyasi orqali blok qilib natijani kutish. IValueTaskSource va IValueTaskSource<TResult> interfacelari blok qilish imkoniyatini bermaydi.

Agar sizga yuqoridagi imkoniyatlar chindan ham zarur bo’lsa, .AsTask() methodi orqali ValueTask/ValueTask<TResult> larni Taskga aylantirib olsangiz bo’ladi.

Ushbu maqolada qandaydir xatolik topsangiz habar bering.
464 marta ko'rildi
Wahid Abduhakimov - uzbekdevs photo

Wahid Abduhakimov

@wahid

Telegram Post

@uzbekdevs
“uzbekdevs.uz” saytida eʼlon qilingan materiallardan nusxa koʻchirish, tarqatish va boshqa shakllarda foydalanish faqat manba ko'rsatilishi orqali amalga oshirilishi mumkin.
© UzbekDevs