Como implementar vários padrões de produtor-consumidor
Este tópico descreve como implementar o padrão de produtor- consumidor em seu aplicativo. Neste padrão, o produtor envia mensagens a um bloco de mensagem, e o consumidor lê mensagens desse bloco.
O tópico a seguir demonstra dois cenários. No primeiro caso, o consumidor deve receber cada mensagem que o produtor envia. No segundo cenário, o consumidor sonda periodicamente para dados e, consequentemente não precisa receber cada mensagem.
Ambos os exemplos deste tópico usam agentes, blocos da mensagem e, mensagem- passar funções para transmitir mensagens do produtor ao consumidor. O agente do produtor usa a função de concurrency::send para gravar mensagens a um objeto de concurrency::ITarget . O agente do consumidor usa a função de concurrency::receive para ler mensagens de um objeto de concurrency::ISource . Ambos os agentes mantém um valor de sentinela para coordenar a fim de processamento.
Para obter mais informações sobre os agentes assíncronas, consulte Agentes assíncronos. Para obter mais informações sobre os blocos da mensagem e funções mensagem- decorrer, consulte Blocos de mensagens assíncronos e Funções de transmissão de mensagem.
Exemplo
Neste exemplo, o agente do produtor envia uma série de números para o agente do consumidor. O consumidor recebe cada um desses números e calcula a média. O aplicativo grava a média para o console.
Este exemplo usa um objeto de concurrency::unbounded_buffer para habilitar o produtor para enfileirar mensagens. A classe de unbounded_buffer implementa ITarget e ISource de forma que o produtor e o consumidor pode enviar e receber mensagens para e de um buffer compartilhado. As funções de send e de receive coordenam a tarefa de propagar os dados do produtor ao consumidor.
// producer-consumer-average.cpp
// compile with: /EHsc
#include <agents.h>
#include <iostream>
using namespace concurrency;
using namespace std;
// Demonstrates a basic agent that produces values.
class producer_agent : public agent
{
public:
explicit producer_agent(ITarget<int>& target, unsigned int count, int sentinel)
: _target(target)
, _count(count)
, _sentinel(sentinel)
{
}
protected:
void run()
{
// Send the value of each loop iteration to the target buffer.
while (_count > 0)
{
send(_target, static_cast<int>(_count));
--_count;
}
// Send the sentinel value.
send(_target, _sentinel);
// Set the agent to the finished state.
done();
}
private:
// The target buffer to write to.
ITarget<int>& _target;
// The number of values to send.
unsigned int _count;
// The sentinel value, which informs the consumer agent to stop processing.
int _sentinel;
};
// Demonstrates a basic agent that consumes values.
class consumer_agent : public agent
{
public:
explicit consumer_agent(ISource<int>& source, int sentinel)
: _source(source)
, _sentinel(sentinel)
{
}
// Retrieves the average of all received values.
int average()
{
return receive(_average);
}
protected:
void run()
{
// The sum of all values.
int sum = 0;
// The count of values received.
int count = 0;
// Read from the source block until we receive the
// sentinel value.
int n;
while ((n = receive(_source)) != _sentinel)
{
sum += n;
++count;
}
// Write the average to the message buffer.
send(_average, sum / count);
// Set the agent to the finished state.
done();
}
private:
// The source buffer to read from.
ISource<int>& _source;
// The sentinel value, which informs the agent to stop processing.
int _sentinel;
// Holds the average of all received values.
single_assignment<int> _average;
};
int wmain()
{
// Informs the consumer agent to stop processing.
const int sentinel = 0;
// The number of values for the producer agent to send.
const unsigned int count = 100;
// A message buffer that is shared by the agents.
unbounded_buffer<int> buffer;
// Create and start the producer and consumer agents.
producer_agent producer(buffer, count, sentinel);
consumer_agent consumer(buffer, sentinel);
producer.start();
consumer.start();
// Wait for the agents to finish.
agent::wait(&producer);
agent::wait(&consumer);
// Print the average.
wcout << L"The average is " << consumer.average() << L'.' << endl;
}
O exemplo produz a seguinte saída.
Neste exemplo, o agente do produtor envia uma série de preços de títulos para o agente do consumidor. O agente do consumidor lê periodicamente as aspas atuais e imprime-as ao console.
Este exemplo é semelhante ao anterior, exceto que usa um objeto de concurrency::overwrite_buffer para habilitar o produtor para compartilhar uma mensagem com o consumidor. Como no exemplo anterior, a classe de overwrite_buffer implementa ITarget e ISource de forma que o produtor e o consumidor pode atuar em um buffer de mensagem compartilhado.
// producer-consumer-quotes.cpp
// compile with: /EHsc
#include <agents.h>
#include <array>
#include <algorithm>
#include <iostream>
using namespace concurrency;
using namespace std;
// Demonstrates a basic agent that produces values.
class producer_agent : public agent
{
public:
explicit producer_agent(ITarget<double>& target)
: _target(target)
{
}
protected:
void run()
{
// For illustration, create a predefined array of stock quotes.
// A real-world application would read these from an external source,
// such as a network connection or a database.
array<double, 6> quotes = { 24.44, 24.65, 24.99, 23.76, 22.30, 25.89 };
// Send each quote to the target buffer.
for_each (begin(quotes), end(quotes), [&] (double quote) {
send(_target, quote);
// Pause before sending the next quote.
concurrency::wait(20);
});
// Send a negative value to indicate the end of processing.
send(_target, -1.0);
// Set the agent to the finished state.
done();
}
private:
// The target buffer to write to.
ITarget<double>& _target;
};
// Demonstrates a basic agent that consumes values.
class consumer_agent : public agent
{
public:
explicit consumer_agent(ISource<double>& source)
: _source(source)
{
}
protected:
void run()
{
// Read quotes from the source buffer until we receive
// a negative value.
double quote;
while ((quote = receive(_source)) >= 0.0)
{
// Print the quote.
wcout.setf(ios::fixed);
wcout.precision(2);
wcout << L"Current quote is " << quote << L'.' << endl;
// Pause before reading the next quote.
concurrency::wait(10);
}
// Set the agent to the finished state.
done();
}
private:
// The source buffer to read from.
ISource<double>& _source;
};
int wmain()
{
// A message buffer that is shared by the agents.
overwrite_buffer<double> buffer;
// Create and start the producer and consumer agents.
producer_agent producer(buffer);
consumer_agent consumer(buffer);
producer.start();
consumer.start();
// Wait for the agents to finish.
agent::wait(&producer);
agent::wait(&consumer);
}
Esse exemplo gera a seguinte saída de amostra.
Ao contrário do com um objeto de unbounded_buffer , a função de receive não remove a mensagem do objeto de overwrite_buffer . Se o consumidor lido do buffer de mensagem mais de uma vez antes do produtor substitui a mensagem, o destinatário obtém a mesma mensagem sempre.
Compilando o código
Copie o código de exemplo e cole-o em um projeto do Visual Studio, ou cole-o em um arquivo chamado producer-consumer.cpp e execute o comando a seguir em uma janela de prompt de comando do Visual Studio.
cl.exe /EHsc producer-consumer.cpp
Consulte também
Conceitos
Biblioteca de Agentes Assíncronos