Question

我正在尝试使用一组资源实现生产者/消费者模式，因此每个线程都有一个与之关联的资源。例如，我可能有一个任务队列，其中每个任务都需要StreamWriter来写入其结果。每个任务还必须传递参数。

我开始使用Joseph Albahari的实现（请参阅下面的修改版本）。

我将Action的队列替换为Action<T>的队列，其中T是资源，并将与该线程关联的资源传递给Action。但是，这让我遇到了如何将参数传递给Action的问题。显然，Action必须用委托替换，但这会留下如何在任务入队时（从ProducerConsumerQueue类之外）传递参数的问题。关于如何做到这一点的任何想法？

class ProducerConsumerQueue<T>
    {
        readonly object _locker = new object();            
        Thread[] _workers;
        Queue<Action<T>> _itemQ = new Queue<Action<T>>();

        public ProducerConsumerQueue(T[] resources)
        {
            _workers = new Thread[resources.Length];

            // Create and start a separate thread for each worker
            for (int i = 0; i < resources.Length; i++)
            {
                Thread thread = new Thread(() => Consume(resources[i]));
                thread.SetApartmentState(ApartmentState.STA);
                _workers[i] = thread;
                _workers[i].Start();
            }
        }        

        public void Shutdown(bool waitForWorkers)
        {
            // Enqueue one null item per worker to make each exit.
            foreach (Thread worker in _workers)
                EnqueueItem(null);

            // Wait for workers to finish
            if (waitForWorkers)
                foreach (Thread worker in _workers)
                    worker.Join();
        }

        public void EnqueueItem(Action<T> item)
        {
            lock (_locker)
            {
                _itemQ.Enqueue(item);           // We must pulse because we're
                Monitor.Pulse(_locker);         // changing a blocking condition.
            }
        }

        void Consume(T parameter)
        {
            while (true)                        // Keep consuming until
            {                                   // told otherwise.
                Action<T> item;
                lock (_locker)
                {
                    while (_itemQ.Count == 0) Monitor.Wait(_locker);
                    item = _itemQ.Dequeue();
                }
                if (item == null) return;         // This signals our exit.
                item(parameter);                           // Execute item.
            }
        }
    }

Answer 1

T中的ProducerConsumerQueue<T>类型不一定是您的资源，它可以是包含您的资源的复合类型。使用.NET4，最简单的方法是使用Tuple<StreamWriter, YourParameterType>。产品/消费者队列只是吃掉并吐出T所以在你的Action<T>中你可以使用属性来获取资源和参数。如果您使用Tuple，则可以使用Item1获取资源，Item2获取参数。

如果您不使用.NET4，过程类似，但您只需创建自己的类：

public class WorkItem<T>
{
    private StreamWriter resource;
    private T parameter;

    public WorkItem(StreamWriter resource, T parameter)
    {
        this.resource = resource;
        this.parameter = parameter;
    }

    public StreamWriter Resource { get { return resource; } }
    public T Parameter { get { return parameter; } }
}

事实上，使其成为通用可能会过度设计您的情况。您可以将T定义为您想要的类型。

另外，作为参考，有一些新方法可以在.NET4中包含可能适用于您的用例的多线程，例如并发队列和并行任务库。它们还可以与信号量等传统方法结合使用。

修改

继续这种方法，这里有一个小样本类，演示使用：

控制对有限资源的访问的信号量

在线程之间安全地管理该资源的并发队列

使用任务并行库进行任务管理

以下是Processor类：

public class Processor { private const int count = 3; private ConcurrentQueue<StreamWriter> queue = new ConcurrentQueue<StreamWriter>(); private Semaphore semaphore = new Semaphore(count, count); public Processor() { // Populate the resource queue. for (int i = 0; i < count; i++) queue.Enqueue(new StreamWriter("sample" + i)); } public void Process(int parameter) { // Wait for one of our resources to become free. semaphore.WaitOne(); StreamWriter resource; queue.TryDequeue(out resource); // Dispatch the work to a task. Task.Factory.StartNew(() => Process(resource, parameter)); } private Random random = new Random(); private void Process(StreamWriter resource, int parameter) { // Do work in background with resource. Thread.Sleep(random.Next(10) * 100); resource.WriteLine("Parameter = {0}", parameter); queue.Enqueue(resource); semaphore.Release(); } }

现在我们可以使用这样的类：

var processor = new Processor(); for (int i = 0; i < 10; i++) processor.Process(i);

并且不会同时安排三个任务，每个任务都有自己的StreamWriter资源，这些资源将被回收。

生产者 - 消费者与资源

1 个答案: