在 .NET 的异步编程中，System.Threading.Channels 提供了一种强大的方式来处理生产者-消费者模式，尤其是当我们要在不同的任务或服务之间传递数据时。这篇文章我们就来聊聊 UnboundedChannelOptions 和 BoundedChannelOptions 这两个类，以及它们的使用场景和区别。
代码背景介绍
我们先看一段代码，这是一个 ASP.NET Core 项目，它创建了一个 Channel<VectorData> 来存放消息，并通过 VectorService 来处理这些消息。
builder.Services.AddSingleton<Channel<VectorData>>(_ => {//return Channel.CreateUnbounded<VectorData>(new UnboundedChannelOptions//{// SingleReader = true,// AllowSynchronousContinuations = false,//});return Channel.CreateBounded<VectorData>(new BoundedChannelOptions(10){SingleReader = true,FullMode = BoundedChannelFullMode.Wait,AllowSynchronousContinuations = false,}); });
这里我们有两种选择：
UnboundedChannelOptions（无限容量通道）BoundedChannelOptions（有限容量通道）
那么，这两者有什么区别呢？让我们深入解析一下。
UnboundedChannelOptions：无限容量通道
当你使用 Channel.CreateUnbounded<T>(new UnboundedChannelOptions {...}) 时，意味着创建了一个没有大小限制的通道。这意味着：
- 消息可以无限存入，不会因为容量问题被阻塞。
- 可能会导致内存占用过大，如果生产者速度远超消费者，数据会一直积累，可能会导致 OOM（内存溢出）。
- 适用于生产者和消费者速度匹配，或有足够资源支持的场景
关键属性解析：
SingleReader：是否只有一个消费者读取数据。设为true，意味着不会有多个任务同时消费消息，提高读取效率。AllowSynchronousContinuations：是否允许同步执行回调。如果设为false，所有等待的任务都会被异步调度，避免线程被阻塞。
适用场景：
- 生产者和消费者处理速度接近，不容易导致消息堆积。
- 应用场景对内存不是特别敏感，允许暂时存放大量数据。
- 任务执行时间较短，不容易积累大量待处理数据。
BoundedChannelOptions：有限容量通道
相对来说，BoundedChannelOptions 是容量受限的通道，它在创建时就指定了最大容量，如代码中的 new BoundedChannelOptions(10)。
关键特性：
- 通道容量是有限的，超过 10 条消息时，生产者不能再写入（除非有消费者取走消息）。
- 可以控制通道满时的行为，通过
FullMode指定： BoundedChannelFullMode.Wait（默认）：生产者等待，直到有空间可写入。BoundedChannelFullMode.DropOldest：丢弃最早的数据，保证新数据能进入。BoundedChannelFullMode.DropNewest：丢弃最新的数据，让旧数据保留。BoundedChannelFullMode.DropWrite：直接丢弃当前要写入的数据。
关键属性解析：
SingleReader：同UnboundedChannelOptions，控制是否只有一个消费者读取数据。AllowSynchronousContinuations：是否允许同步执行任务，防止不必要的线程切换。
适用场景：
- 生产者速度可能会远超消费者，需要限制消息堆积，避免内存占用过高。
- 需要对通道满时的行为进行控制，例如优先保留新数据，或让生产者等待。
Unbounded vs Bounded：该如何选择？
| 特性 | UnboundedChannelOptions | BoundedChannelOptions |
|---|---|---|
| 是否限制容量 | ❌ 无限制 | ✅ 受限（如 10 条消息） |
| 适用于高吞吐 | ✅ 适合 | 🚫 可能会影响 |
| 可能导致内存占满 | ✅ 可能 | 🚫 不太可能 |
| 生产者快于消费者时 | ❌ 可能导致 OOM | ✅ 可以限制 |
| 配置通道满时行为 | 🚫 无法配置 | ✅ 可配置 FullMode |
| 适用场景 | 生产者、消费者速度匹配 | 生产者速度可能远超消费者 |
简单来说：
- 如果你不确定生产者和消费者速度是否匹配，或者数据量不可控，建议用
BoundedChannelOptions。 - 如果你确定不会有大量数据积压，或者消费能力能跟上，
UnboundedChannelOptions也可以。
代码实践：修改为 UnboundedChannelOptions
如果我们改用 UnboundedChannelOptions，代码如下：
builder.Services.AddSingleton<Channel<VectorData>>(_ => {return Channel.CreateUnbounded<VectorData>(new UnboundedChannelOptions{SingleReader = true,AllowSynchronousContinuations = false,}); });
这里就没有了 BoundedChannelOptions 里的 FullMode，因为它本身不会满。
但是如果生产者不断写入，消费者来不及消费，可能会导致内存占用越来越大。
结论
UnboundedChannelOptions适用于任务处理速度均衡的情况，但如果生产者远超消费者，会有 OOM 风险。BoundedChannelOptions可以防止内存爆炸，适用于高吞吐的生产者-消费者模式。BoundedChannelOptions可以通过FullMode控制通道满时的行为，而UnboundedChannelOptions没有这个选项。
如果你的数据量不确定，或者可能出现生产者>消费者的情况，建议优先选择 BoundedChannelOptions，以避免潜在的性能问题。
希望这篇文章能帮你理解这两种 Channel 选项的区别，让你在编写高并发、异步任务时能更好地选择合适的方案！
完整代码：
using System.Threading.Channels;var builder = WebApplication.CreateBuilder(args);builder.Services.AddHostedService<VectorService>(); builder.Services.AddSingleton<Channel<VectorData>>(_ => {//return Channel.CreateUnbounded<VectorData>(new UnboundedChannelOptions//{// SingleReader = true,// AllowSynchronousContinuations = false,//});return Channel.CreateBounded<VectorData>(new BoundedChannelOptions(10){SingleReader = true,FullMode = BoundedChannelFullMode.Wait,AllowSynchronousContinuations = false,}); }); var app = builder.Build();app.MapGet("/vector", async (Channel<VectorData> channel) => {await channel.Writer.WriteAsync(new VectorData($"这里是用户内容类信息，{DateTime.Now.ToString("yyyyMMddHHmmssfff")}"));return Results.Ok(); });app.Run(); public record VectorData(string content); public class VectorService : BackgroundService {private readonly Channel<VectorData> _channel;public VectorService(Channel<VectorData> channel){_channel = channel;}protected override async Task ExecuteAsync(CancellationToken stoppingToken){while (await _channel.Reader.WaitToReadAsync(stoppingToken)){var vectorData = await _channel.Reader.ReadAsync(stoppingToken);Console.WriteLine($"开始向量化处理：{vectorData.content}");await Task.Delay(3000, stoppingToken);Console.WriteLine($"向量化处理结束");}} }
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