ESBasic 可复用的.NET类库(04) -- 循环引擎

系统 1390 0
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:

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

2.
适用场合:

根据上面的描述你应该已经看到了 ICycleEngine Timer 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:

<!--<br /><br />Code highlighting produced by Actipro CodeHighlighter (freeware)<br />http://www.CodeHighlighter.com/<br /><br />--> /// <summary>
/// ICycleEngine在后台线程中进行间隔循环的引擎
/// zhuweisky2006.12.21
/// </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 CbExceptionOnEngineStopped;
}


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

1 AgileCycleEngine

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。

<!--<br /><br />Code highlighting produced by Actipro CodeHighlighter (freeware)<br />http://www.CodeHighlighter.com/<br /><br />--> public sealed class AgileCycleEngine : BaseCycleEngine
{
private IEngineActorengineActor;

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

<!--<br /><br />Code highlighting produced by Actipro CodeHighlighter (freeware)<br />http://www.CodeHighlighter.com/<br /><br />--> 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:

<!--<br /><br />Code highlighting produced by Actipro CodeHighlighter (freeware)<br />http://www.CodeHighlighter.com/<br /><br />--> 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()
{
// MyAction
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 MyCycleEngine EngineAction 方法。

注:ESBasic源码可到 http://esbasic.codeplex.com/ 下载。
ESBasic讨论:37677395
ESBasic开源前言

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


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