TPL数据流适用于这种设计类型吗？

Question

我目前正在研究如何模拟连接对象之间的资源和消息传输，例如将电源提供给设备或在网络系统上发送控制消息：

点击查看大图。

我最近一直在研究TPL Dataflow，不是因为它的线程和并行性能，而是因为它能够很好地实现数据管道，并且不需要处理大量混乱的代码来处理边缘情况。这个仿真只会每隔500ms左右运行一次，时间不是非常关键。

我一直在使用该库并阅读文档，但仍然无法找到解决方案。在上面所示的节点概念中，我不确定哪些适合Dataflow节点。

我希望能够得到一些建议，关于TPL Dataflow是否适用于此处，如果适用，还有每个图片节点对应的Dataflow Block基本实现方法。

- S.Richmond

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那么大部分的蓝色箭头都是网络传输吗？ - usr

你的模拟中时间有多重要？因为数据流节点大多是独立的，通常没有时间保证。此外，能源单位是离散的吗？换句话说，一个节点可以请求0.5个单位吗？ - svick

@usr 所有蓝色箭头都是“连接”。 - S.Richmond

@svick 更新帖子：时间不重要，因为模拟只会每500毫秒左右才进行一次计时。一个节点可以请求其充电速率相等范围内的整数功率单位，其充电速率可以发生变化。 - S.Richmond

Answer 1

我认为 TPL Dataflow 不是很适合。原因如下：

1. TDF 没有双向通信，你需要想办法加上它。
2. 在 TDF 中，块通常接收消息，然后产生更多消息以发送到管道中。这似乎不是你需要的（除了你的中心节点），至少在逻辑上不是。

但我认为你的要求并不需要像 TDF 那样重量级的东西。我认为你应该做的是：

1. 创建一个简单的消息发送库，可能使用客户端-服务器架构：客户端（如消费者节点或分布节点）向服务器（如分布节点或功率节点）发送消息，并且服务器会回复，可能会有一些延迟。如果客户端连接到多个服务器，则将相同的消息发送到所有服务器，并决定如何处理多个响应（可能只接受第一个响应；这也意味着客户端必须能够拒绝响应）。
2. 创建一个 PowerStore 类来存储电量并用于获取电量。它会返回一个 Task，因此消费者可以等待直到电量可用。
3. 使用上述两点，构建你的节点应该相对简单。

- svick

Answer 2

经过深思熟虑、原型设计和研究，我最终使用事件和委托实现了解决方案，目前效果相当不错！

唯一的主要设计问题是，如果例如连接了3个分发节点成为三角形，或者一个节点连接到自身，或者2个节点多次连接，则会出现消息进入无限循环的情况。我通过事件监听器连接中的一些简单逻辑来处理这些边缘情况：

public bool ConnectTo(Node peerNode)
        {
            EthernetPort peerPort   = peerNode.GetFreePort();
            EthernetPort myPort     = this.GetFreePort();

            // Perform a check for free ports for both peers:
            if (peerPort == null || myPort == null)
                return false; // Either myself or my peer do not have a spare port.

            // Perform a check to make sure these nodes aren't already connected:
            if (this.HasConnectedNode(peerNode))
                return false;

            // Connect the two ports:
            myPort.Connect(peerNode, peerPort);
            peerPort.Connect(this, myPort);
            return true;
        }
public bool HasConnectedNode(Node node) {
            foreach (var port in ethernetSwitch.ethernetPorts)
            {
                if (port.peerNode == node)
                    return true; // Found a port already connected to this node.
            }

            return false; // No port has this node connected to it.
        }

最后，为了确保程序的正确性，我实现了一个自定义的EventArgs类型，并添加了一个int timeToLive变量。每次节点处理消息时，此变量将递减，如果它降为 0，则消息会被丢弃。

- S.Richmond