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：
1.UnboundedChannelOptions（无限容量通道）
2.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：
1.消息可以无限存入，不会因为容量问题被阻塞。
2.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）。
3.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：
1.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）。
2.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：
1.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。

2.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)
    {
        // 堆代码 duidaima.com
        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");
        }
    }
}