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[ASP.net教程]C# 实现生产者消费者队列


开发过程中经常会碰到这样的场景:需要从一个地方获取一些数据,然后处理数据并将其保存在数据库中。

private void FetchData() {}private void SaveData() {}static void Main(string[] args){  for (int i = 0; i < 10; i++)  {    FetchData(); // 获取数据    SaveData(); // 处理并保存  }}

例如上述代码例子这样顺序执行,执行会很慢,原因是获取数据和处理并保存的过程都可能导致阻塞,然而FetchData()每次取数据并不需要等待上一条数据保存完成再进行。

这样的场景非常适合用生产者消费者队列:生产者就是FetchData(),用来生产数据;消费者SaveData(),用来消费数据。

举个实际例子,我们需要通过一个Web Api获取一些城市的天气情况,并将其保存到数据库中。

实现方式:

  1. 需要一个任务队列,生产者可以向队列中插入任务,消费者可以从任务队列中取出任务来执行。
  2. 为保证线程安全,使用一个锁来保护这个队列的访问。
  3. 制定一个退出策略,在所有任务完成时释放资源。

下边是实现的完整代码:

class Program  {    // 任务队列    static Queue<string> _tasks = new Queue<string>();        // 为保证线程安全,使用一个锁来保护_task的访问    readonly static object _locker = new object();        // 通过 _wh 给工作线程发信号    static EventWaitHandle _wh = new AutoResetEvent(false);    static Thread _worker;    static void Main(string[] args)    {      // 需要获取天气情况的城市对应代码      var cityIds = new List<int> {101280601, 101010100, 101020100, 101110101, 101040100};            // 任务开始,启动工作线程      _worker = new Thread(Work);      _worker.Start();      // 生产者将数据插入队里中,并给工作线程发信号      foreach (var cityId in cityIds)        EnqueueTask(FetchData(cityId));      // 任务结束      Dispose();     }    /// <summary>执行工作</summary>    static void Work()    {      while (true)      {        string work = null;        lock (_locker)        {          if (_tasks.Count > 0)          {            work = _tasks.Dequeue(); // 有任务时,出列任务                        if (work == null) // 退出机制:当遇见一个null任务时,代表任务结束              return;          }        }        if (work != null)          SaveData(work); // 任务不为null时,处理并保存数据        else          _wh.WaitOne();  // 没有任务了,等待信号      }    }    /// <summary>插入任务</summary>    static void EnqueueTask(string task)    {      lock (_locker)         _tasks.Enqueue(task); // 向队列中插入任务             _wh.Set(); // 给工作线程发信号    }        /// <summary>结束释放</summary>    static void Dispose()    {      EnqueueTask(null);   // 插入一个Null任务,通知工作线程退出      _worker.Join();     // 等待工作线程完成      _wh.Close();      // 释放资源    }    /// <summary>获取数据</summary>    static string FetchData(int cityId)    {      var wc = new WebClient { Encoding = Encoding.UTF8 };      var url = string.Format("http://www.weather.com.cn/adat/sk/{0}.html", cityId);      return wc.DownloadString(url);    }    /// <summary>处理保存</summary>    static void SaveData(string data)    {      var weatherInfo = (JsonConvert.DeserializeObject(data, typeof(Dictionary<string, Weatherinfo>)) as Dictionary<string, Weatherinfo>)["weatherinfo"];            Console.WriteLine("[{0}]:{1} 气温({2}) 风向({3}) 风力({4})", weatherInfo.Time, weatherInfo.City, weatherInfo.Temp, weatherInfo.Wd, weatherInfo.Ws);            Thread.Sleep(200); // 模拟数据保存    }  }  public class Weatherinfo  {    public string City { get; set; }    public string Temp { get; set; }    public string Time { get; set; }    public string Wd { get; set; }    public string Ws { get; set; }  }}

 解释:

  1. Main方法中,我们首先启动了一个工作线程,由于此时队列中没有任务,因此工作线程在等待信号。
  2. 通过EnqueueTask向队列中插入任务,并通过等待句柄_wh发信号给工作线程,工作线程收到信号后就开始执行处理保存。
  3. 当生产者获取完所有数据时,插入null任务,并等待工作线程完成。工作线程最后执行到null任务时退出。

 

参考:Threading in C# --> 中文翻译