循环引擎 ICycleEngine --ESBasic 可复用的.NET类库(04)

 1.缘起:

有些系统需要每隔一段时间就执行一下某个动作,比如,一个监控系统每隔10秒钟就要检测一下被监控对象的状态是否正常,那这时我们就可以用到循环引擎了。

    有人说可以使用.NET框架自带定时器如System.Threading.Timer,嗯,没错。但是若这个类使用不当可能会引发后台池线程耗尽的后果。因为Timer的定时事件触发实在后台线程池中的某个线程中处理的。也就是说Timer的每次定时事件触发都会用到一个线程,如果定时的时间间隔小于事件处理的时间,则后台线程池中将会有越来越多的线程被Timer使用掉,直至线程池中再无空闲的线程。

    ESBasic.Threading.Engines.ICycleEngine的设计目标是永远都只使用一个线程。比如,它会隔10秒执行一个Action,执行完后再隔10秒再执行Action。间隔时间的等待与Action的执行都是在同一个线程中处理的。
    
循环引擎的形象示意图如下:   

   

2.
适用场合:

   根据上面的描述你应该已经看到了ICycleEngineTimer之间的区别。由于Action的执行会占用额外的时间,所以ICycleEngine不适合于精确定时的任务。比如上面的例子,下一个Action开始的时刻与上一个Action开始的时刻的真正的时间差可能是12秒,而不是10秒,因为上一个Action的执行花费了2秒。

   所以,如果你的系统不需要精确的定时任务,而且又不想花费过多的精力去防范使用Timer时线程耗尽的窘境出现,那么ICycleEngine将是个不错的选择。
 

3.设计思想与实现

     ICycleEngine接口的源码如下:   

    /// <summary>
    
/// ICycleEngine 在后台线程中进行间隔循环的引擎
    
/// zhuweisky 2006.12.21
    
/// </summary>
    public interface ICycleEngine
    {
        
/// <summary>
        
/// Start 启动后台引擎线程
        
/// </summary>
        void Start();

        
/// <summary>
        
/// Stop 停止后台引擎线程,只有当线程安全退出后,该方法才返回
        
/// </summary>
        void Stop();

        
/// <summary>
        
/// IsRunning 引擎是否运行中
        
/// </summary>
        bool IsRunning { get; }

        
/// <summary>
        
/// DetectSpanInSecs 引擎进行轮询的间隔,DetectSpanInSecs=0,表示无间隙运作引擎;DetectSpanInSecs小于0则表示不使用引擎
        
/// </summary>
        int DetectSpanInSecs { get;set; }

        
/// <summary>
        
/// OnEngineStopped 当引擎由运行变为停止状态时,将触发此事件。如果是异常停止,则事件参数为异常对象,否则,事件参数为null。
        
/// </summary>
        event CbException OnEngineStopped;
    }

       
   如何实现这个接口了?

   由于不同的系统要求执行的Action不一样,所以,我们可以实现一个abstract基类BaseCycleEngine来保证循环引擎的正常运转,而派生类只要override基类的abstract方法DoDetect来执行自己的Action

   关于BaseCycleEngine的实现要注意以下几点:

(1)循环引擎是在后台线程池的某个线程上运行的。

(2)循环引擎可以无限次的启动、停止、启动、停止……

(3)为了保证调用Stop方法时能迅速地停止引擎,我将间隔时间划分为多个BaseCycleEngine.SleepTime。而不是一次性地Sleep间隔时间。

(4)为了保证循环引擎真正停止后,才返回Stop方法的调用,我使用了ManualResetEvent来进行控制。

(5)DoDetect方法的返回值为false,则表示在该Action执行完后将停止循环引擎。此后,可以重新调用Start方法再次启动循环引擎。

 

4. 使用时的注意事项

(1)     要确保我们的Action(即派生类的DoDetect方法)不任何抛出异常,否则会导致循环引擎异常停止,并导致循环引擎的内部状态损坏而不可用。所以在派生类的DoDetect方法方法实现时捕捉所有的异常并加以处理。

(2)     DoDetect方法实现中不能调用Stop方法,否则会导致死锁出现。

(3)     如果将DetectSpanInSecs设为0,则表示无间隙的执行DoDetect方法。而如果将DetectSpanInSecs设为负数,则表示不启动循环引擎。

(4)     当引擎已经启动并正在运行的过程中,如果要改变DetectSpanInSecs的值并使其生效,则必须重新启动(先调用Stop方法再调用Start方法)引擎才可。

 

5.扩展

1AgileCycleEngine

在上面的介绍中,我们都是以DoDetect方法来表示要执行的Action,而且我们必须以继承BaseCycleEngine的方式来使用循环引擎,这无疑限制了循环引擎的使用。

AgileCycleEngine的存在便是为了突破这个限制。

    public sealed class AgileCycleEngine :BaseCycleEngine
    {
        
private IEngineActor engineActor;

        
public AgileCycleEngine(IEngineActor _engineActor)
        {
            
this.engineActor = _engineActor;
        }

        
protected override bool DoDetect()
        {
            
return this.engineActor.EngineAction();
        }
    }

 
    AgileCycleEngine继承自BaseCycleEngine,但是它是非abstract的。AgileCycleEngine通过组合而非继承的方式来使用循环引擎,我们可以将Action的执行者抽象为一个接口IEngineActor

    public interface IEngineActor
    {
        
/// <summary>
        
/// EngineAction 执行引擎动作,返回false表示停止引擎。
        
/// 注意,该方法不能抛出异常,否则会导致引擎停止运行(循环线程遭遇异常退出)。
        
/// </summary>       
        bool EngineAction() ;
    }

通过实现IEngineActor来表明我们要执行的Action,然后将其注入到AgileCycleEngine中。

2)永不停止的循环引擎

我们再考虑一个扩展的情况,假设我们的系统要求在启动时就将引擎运行起来,而且在整个运行的生命周期中,都不需要停止引擎,那么我们可能不想将Start方法、Stop方法暴露出来以免意外的调用Stop方法而导致引擎停止运行,那这个时候我们可以使用类似下面的技巧来做到:

    public sealed class MyCircleEngine IEngineActor
    {
        
private AgileCycleEngine agileCycleEngine;
        
public void Initialize()
        {
            
this.agileCycleEngine = new AgileCycleEngine(this);
            
this.agileCycleEngine.DetectSpanInSecs = 10;
            
this.agileCycleEngine.Start();
        }
        
#region IEngineActor 成员
        
public bool EngineAction()
        {
            
// My Action
            return true;
        }
        
#endregion
    }

用于示例的MyCycleEngine内部使用了AgileCycleEngine,但它没有暴露循环引擎的任何控制方法,而且Initialize方法表明MyCycleEngine只要一初始化便开始运行,而且没有办法让其停止运行。MyCycleEngine实现了IEngineActor接口,并把自己注入到AgileCycleEngine类型的成员中,于是引擎将每隔10秒钟执行一次MyCycleEngineEngineAction方法。

注: ESBasic已经开源,点击这里下载源码。
   
ESBasic开源前言

 

 

posted @ 2009-09-01 09:03  zhuweisky  阅读(5124)  评论(15编辑  收藏  举报