如何：实现各种制造者-使用者模式
本主题介绍如何在应用程序中实现生产者-使用者模式。 在此模式下，制造者向消息块发送消息，使用者从该块读取消息。
本主题演示了两种方案。 在第一种方案中，使用者必须接收生产者发送的每条消息。 在第二种方案中，使用者定期轮询数据，因此不必接收每条消息。
本主题中的这两个示例都使用代理、消息块和消息传递函数将消息从生产者传输到使用者。 生产者代理使用 concurrency::send 函数将消息写入 concurrency::ITarget 对象。 使用者代理使用 concurrency::receive 函数从 concurrency::ISource 对象读取消息。 两个代理都持有一个 sentinel 值来协调处理结束。
有关异步代理的详细信息，请参阅异步代理。 有关消息块和消息传递函数的详细信息，请参阅异步消息块和消息传递函数。
示例：向使用者代理发送一系列数字
在此示例中，生产者代理向使用者代理发送一系列数字。 使用者将接收每一个数字并计算其平均值。 应用程序将平均值写入控制台。
此示例使用 concurrency::unbounded_buffer 对象，使生产者能够对消息进行排队。 unbounded_buffer 类实现 ITarget 和 ISource，以便生产者和使用者可以通过共享的缓冲区发送和接收消息。 send 和 receive 函数协调将数据从生产者传播到使用者的任务。
// 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;
}
本示例生成以下输出。
The average is 50.
示例：向使用者代理发送一系列股票报价
在此示例中，生产者代理向使用者代理发送一系列股票报价。 使用者代理定期读取当前报价并将其打印到控制台。
此示例与之前的示例类似，不同之处在于它使用 concurrency::overwrite_buffer 对象，使生产者能够与使用者共享一条消息。 与之前的示例中一样，overwrite_buffer 类实现 ITarget 和 ISource，以便生产者和使用者可以对共享的消息缓冲区执行操作。
// 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);
}
此示例生成以下示例输出。
Current quote is 24.44.
Current quote is 24.44.
Current quote is 24.65.
Current quote is 24.99.
Current quote is 23.76.
Current quote is 22.30.
Current quote is 25.89.
与 unbounded_buffer 对象不同，receive 函数不会从 overwrite_buffer 对象中删除消息。 如果使用者在生产者覆盖消息之前多次从消息缓冲区读取，则接收方每次都会获得相同的消息。
编译代码
复制示例代码，并将它粘贴到 Visual Studio 项目中，或粘贴到名为 producer-consumer.cpp 的文件中，再在 Visual Studio 命令提示符窗口中运行以下命令。
cl.exe /EHsc producer-consumer.cpp