Procedura: Creare agenti che usano criteri dell'utilità di pianificazione specifici

Un agente è un componente dell'applicazione che funziona in modo asincrono con altri componenti per risolvere attività di elaborazione più grandi. Un agente ha in genere un ciclo di vita impostato e mantiene lo stato.

Ogni agente può avere requisiti di applicazione univoci. Ad esempio, un agente che abilita l'interazione dell'utente (recuperando input o visualizzando l'output) potrebbe richiedere l'accesso con priorità più alta alle risorse di calcolo. I criteri dell'utilità di pianificazione consentono di controllare la strategia usata dall'utilità di pianificazione quando gestisce le attività. In questo argomento viene illustrato come creare agenti che usano criteri dell'utilità di pianificazione specifici.

Per un esempio di base che usa criteri dell'utilità di pianificazione personalizzati insieme ai blocchi di messaggi asincroni, vedere Procedura: Specificare criteri dell'utilità di pianificazione specifici.

In questo argomento vengono usate le funzionalità della libreria degli agenti asincroni, ad esempio agenti, blocchi di messaggi e funzioni di passaggio di messaggi, per eseguire il lavoro. Per altre informazioni sulla libreria degli agenti asincroni, vedere Libreria di agenti asincroni.

Esempio

L'esempio seguente definisce due classi che derivano da concurrency::agent: permutor e printer. La permutor classe calcola tutte le permutazioni di una determinata stringa di input. La printer classe stampa i messaggi di stato nella console. La permutor classe esegue un'operazione a elevato utilizzo di calcolo, che potrebbe usare tutte le risorse di calcolo disponibili. Per essere utile, la printer classe deve stampare ogni messaggio di stato in modo tempestivo.

Per fornire alla classe l'accesso equo alle risorse di calcolo, questo esempio usa i passaggi descritti in Procedura: Gestire un'istanza printer dell'utilità di pianificazione per creare un'istanza dell'utilità di pianificazione con criteri personalizzati. Il criterio personalizzato specifica la priorità del thread come classe con priorità più alta.

Per illustrare i vantaggi dell'uso di un'utilità di pianificazione con criteri personalizzati, questo esempio esegue l'attività complessiva due volte. L'esempio usa innanzitutto l'utilità di pianificazione predefinita per pianificare entrambe le attività. Nell'esempio viene quindi utilizzata l'utilità di pianificazione predefinita per pianificare l'oggetto permutor e un'utilità di pianificazione con criteri personalizzati per pianificare l'oggetto printer .

// permute-strings.cpp
// compile with: /EHsc
#include <windows.h>
#include <ppl.h>
#include <agents.h>
#include <iostream>
#include <sstream>

using namespace concurrency;
using namespace std;

// Computes all permutations of a given input string.
class permutor : public agent
{
public:
   explicit permutor(ISource<wstring>& source,
      ITarget<unsigned int>& progress)
      : _source(source)
      , _progress(progress)
   {
   }

   explicit permutor(ISource<wstring>& source,
      ITarget<unsigned int>& progress,
      Scheduler& scheduler)
      : agent(scheduler)
      , _source(source)
      , _progress(progress)
   {
   }

   explicit permutor(ISource<wstring>& source,
      ITarget<unsigned int>& progress,
      ScheduleGroup& group)
      : agent(group)       
      , _source(source)
      , _progress(progress)
   {
   }
   
protected:
   // Performs the work of the agent.
   void run()
   {
      // Read the source string from the buffer.
      wstring s = receive(_source);

      // Compute all permutations.
      permute(s);

      // Set the status of the agent to agent_done.
      done();
   }

   // Computes the factorial of the given value.
   unsigned int factorial(unsigned int n)
   {
      if (n == 0)
         return 0;
      if (n == 1)
         return 1;
      return n * factorial(n - 1);
   }

   // Computes the nth permutation of the given wstring.
   wstring permutation(int n, const wstring& s) 
   {
      wstring t(s);

      size_t len = t.length();
      for (unsigned int i = 2; i < len; ++i)
      {
         swap(t[n % i], t[i]);
         n = n / i;
      }
      return t;
   }

   // Computes all permutations of the given string.
   void permute(const wstring& s)
   {      
      // The factorial gives us the number of permutations.
      unsigned int permutation_count = factorial(s.length());

      // The number of computed permutations.
      LONG count = 0L;      

      // Tracks the previous percentage so that we only send the percentage
      // when it changes.
      unsigned int previous_percent = 0u;

      // Send initial progress message.
      send(_progress, previous_percent);

      // Compute all permutations in parallel.
      parallel_for (0u, permutation_count, [&](unsigned int i) {
         // Compute the permutation.
         permutation(i, s);

         // Send the updated status to the progress reader.
         unsigned int percent = 100 * InterlockedIncrement(&count) / permutation_count;
         if (percent > previous_percent)
         {
             send(_progress, percent);
             previous_percent = percent;
         }
      });

      // Send final progress message.
      send(_progress, 100u);
   }

private:
   // The buffer that contains the source string to permute.
   ISource<wstring>& _source;

   // The buffer to write progress status to.
   ITarget<unsigned int>& _progress;
};

// Prints progress messages to the console.
class printer : public agent
{
public:
   explicit printer(ISource<wstring>& source,
      ISource<unsigned int>& progress)
      : _source(source)
      , _progress(progress)
   {
   }

   explicit printer(ISource<wstring>& source,
      ISource<unsigned int>& progress, Scheduler& scheduler)
      : agent(scheduler)
      , _source(source)
      , _progress(progress)
   {
   }

   explicit printer(ISource<wstring>& source,
      ISource<unsigned int>& progress, ScheduleGroup& group)
      : agent(group)       
      , _source(source)
      , _progress(progress)
   {
   }
   
protected:
   // Performs the work of the agent.
   void run()
   {
      // Read the source string from the buffer and print a message.
      wstringstream ss;
      ss << L"Computing all permutations of '" << receive(_source) << L"'..." << endl;
      wcout << ss.str();
    
      // Print each progress message.
      unsigned int previous_progress = 0u;
      while (true)
      {         
         unsigned int progress = receive(_progress);

         if (progress > previous_progress || progress == 0u)
         { 
            wstringstream ss;
            ss << L'\r' << progress << L"% complete...";
            wcout << ss.str();
            previous_progress = progress;
         }

         if (progress == 100)
            break;
      }
      wcout << endl;

      // Set the status of the agent to agent_done.
      done();
   }

private:
   // The buffer that contains the source string to permute.
   ISource<wstring>& _source;

   // The buffer that contains progress status.
   ISource<unsigned int>& _progress;
};

// Computes all permutations of the given string. 
void permute_string(const wstring& source,
   Scheduler& permutor_scheduler, Scheduler& printer_scheduler)
{  
   // Message buffer that contains the source string.
   // The permutor and printer agents both read from this buffer.
   single_assignment<wstring> source_string;

   // Message buffer that contains the progress status.
   // The permutor agent writes to this buffer and the printer agent reads
   // from this buffer.
   unbounded_buffer<unsigned int> progress;

   // Create the agents with the appropriate schedulers.
   permutor agent1(source_string, progress, permutor_scheduler);
   printer agent2(source_string, progress, printer_scheduler);

   // Start the agents.
   agent1.start();
   agent2.start();
   
   // Write the source string to the message buffer. This will unblock the agents.
   send(source_string, source);

   // Wait for both agents to finish.
   agent::wait(&agent1);
   agent::wait(&agent2);
}

int wmain()
{
   const wstring source(L"Grapefruit");

   // Compute all permutations on the default scheduler.

   Scheduler* default_scheduler = CurrentScheduler::Get();
  
   wcout << L"With default scheduler: " << endl;
   permute_string(source, *default_scheduler, *default_scheduler);
   wcout << endl;

   // Compute all permutations again. This time, provide a scheduler that
   // has higher context priority to the printer agent.

   SchedulerPolicy printer_policy(1, ContextPriority, THREAD_PRIORITY_HIGHEST);
   Scheduler* printer_scheduler = Scheduler::Create(printer_policy);

   // Register to be notified when the scheduler shuts down.
   HANDLE hShutdownEvent = CreateEvent(NULL, FALSE, FALSE, NULL);
   printer_scheduler->RegisterShutdownEvent(hShutdownEvent);

   wcout << L"With higher context priority: " << endl;
   permute_string(source, *default_scheduler, *printer_scheduler);
   wcout << endl; 

   // Release the printer scheduler.
   printer_scheduler->Release();

   // Wait for the scheduler to shut down and destroy itself.
   WaitForSingleObject(hShutdownEvent, INFINITE);

   // Close the event handle.
   CloseHandle(hShutdownEvent);
}

Questo esempio produce il seguente output:

With default scheduler:
Computing all permutations of 'Grapefruit'...
100% complete...

With higher context priority:
Computing all permutations of 'Grapefruit'...
100% complete...

Sebbene entrambi i set di attività producano lo stesso risultato, la versione che usa un criterio personalizzato consente all'oggetto printer di eseguire a una priorità elevata in modo che si comporti in modo più reattivo.

Compilazione del codice

Copiare il codice di esempio e incollarlo in un progetto di Visual Studio oppure incollarlo in un file denominato permute-strings.cpp e quindi eseguire il comando seguente in una finestra del prompt dei comandi di Visual Studio.

cl.exe /EHsc permute-strings.cpp

Vedi anche

Criteri dell'utilità di pianificazione
Agenti asincroni