C#实现生产者消费者队列

2019-11-14 14:02:45

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供稿：网友

开发过程中经常会碰到这样的场景：需要从一个地方获取一些数据，然后处理数据并将其保存在数据库中。

PRivate void FetchData() {}private void SaveData() {}static void Main(string[] args){    for (int i = 0; i < 10; i++)    {        FetchData();  // 获取数据        SaveData();  // 处理并保存    }}

例如上述代码例子这样顺序执行，执行会很慢，原因是获取数据和处理并保存的过程都可能导致阻塞，然而FetchData()每次取数据并不需要等待上一条数据保存完成再进行。

这样的场景非常适合用生产者消费者队列：生产者就是FetchData()，用来生产数据；消费者SaveData()，用来消费数据。

举个实际例子，我们需要通过一个Web Api获取一些城市的天气情况，并将其保存到数据库中。

实现方式：

需要一个任务队列，生产者可以向队列中插入任务，消费者可以从任务队列中取出任务来执行。
为保证线程安全，使用一个锁来保护这个队列的访问。
制定一个退出策略，在所有任务完成时释放资源。

下边是实现的完整代码：

class Program    {        // 任务队列        static Queue<string> _tasks = new Queue<string>();                // 为保证线程安全，使用一个锁来保护_task的访问        readonly static object _locker = new object();                // 通过 _wh 给工作线程发信号        static EventWaitHandle _wh = new AutoResetEvent(false);        static Thread _worker;        static void Main(string[] args)        {            // 需要获取天气情况的城市对应代码            var cityIds = new List<int> {101280601, 101010100, 101020100, 101110101, 101040100};                        // 任务开始，启动工作线程            _worker = new Thread(Work);            _worker.Start();            // 生产者将数据插入队里中，并给工作线程发信号            foreach (var cityId in cityIds)                EnqueueTask(FetchData(cityId));            // 任务结束            Dispose();          }        /// <summary>执行工作</summary>        static void Work()        {            while (true)            {                string work = null;                lock (_locker)                {                    if (_tasks.Count > 0)                    {                        work = _tasks.Dequeue(); // 有任务时，出列任务                                                if (work == null)  // 退出机制：当遇见一个null任务时，代表任务结束                            return;                    }                }                if (work != null)                    SaveData(work);  // 任务不为null时，处理并保存数据                else                    _wh.WaitOne();   // 没有任务了，等待信号            }        }        /// <summary>插入任务</summary>        static void EnqueueTask(string task)        {            lock (_locker)                 _tasks.Enqueue(task);  // 向队列中插入任务                         _wh.Set();  // 给工作线程发信号        }                /// <summary>结束释放</summary>        static void Dispose()        {            EnqueueTask(null);      // 插入一个Null任务，通知工作线程退出            _worker.Join();         // 等待工作线程完成            _wh.Close();            // 释放资源        }        /// <summary>获取数据</summary>        static string FetchData(int cityId)        {            var wc = new WebClient { Encoding = Encoding.UTF8 };            var url = string.Format("http://www.weather.com.cn/adat/sk/{0}.html", cityId);            return wc.DownloadString(url);        }        /// <summary>处理保存</summary>        static void SaveData(string data)        {            var weatherInfo = (JsonConvert.DeserializeObject(data, typeof(Dictionary<string, Weatherinfo>)) as Dictionary<string, Weatherinfo>)["weatherinfo"];                        Console.WriteLine("[{0}]：{1} 气温（{2}） 风向（{3}） 风力（{4}）", weatherInfo.Time, weatherInfo.City, weatherInfo.Temp, weatherInfo.Wd, weatherInfo.Ws);                        Thread.Sleep(200);  // 模拟数据保存        }    }    public class Weatherinfo    {        public string City { get; set; }        public string Temp { get; set; }        public string Time { get; set; }        public string Wd { get; set; }        public string Ws { get; set; }    }}