如何在TPL Dataflow中重置已延迟/拒绝的消息

Question

我正在使用TDF技术开发我的应用程序，效果非常好，但不幸的是我遇到了一个特殊问题，似乎现有的Dataflow机制无法直接处理：

我有N个生产者（在这种情况下是BufferBlocks），它们全部连接到同一个ActionBlock。该块总是一次只处理一个项目，并且也只能容纳一个项目。

除了要将生产者与ActionBlock相连之外，我还想添加一个过滤器，但特殊情况是过滤条件可以独立于已处理的项目而改变，而且不能丢弃项目！因此，基本上我想处理所有项目，但顺序/时间可能会改变。

不幸的是，我了解到，如果某个项目被“拒绝”一次 - > 过滤条件计算结果为false，如果此项目未传递到另一块（例如NullTarget），则目标块不会重试同一项（也不会重新评估过滤器）。

public class ConsumeTest
  {
    private readonly BufferBlock<int> m_bufferBlock1;
    private readonly BufferBlock<int> m_bufferBlock2;
    private readonly ActionBlock<int> m_actionBlock;

    public ConsumeTest()
    {
      m_bufferBlock1 = new BufferBlock<int>();
      m_bufferBlock2 = new BufferBlock<int>();

      var options = new ExecutionDataflowBlockOptions() { BoundedCapacity = 1, MaxDegreeOfParallelism = 1 };
      m_actionBlock = new ActionBlock<int>((item) => BlockAction(item), options);

      var start = DateTime.Now;
      var elapsed = TimeSpan.FromMinutes(1);

      m_bufferBlock1.LinkTo(m_actionBlock, x => IsTimeElapsed(start, elapsed));
      m_bufferBlock2.LinkTo(m_actionBlock);

      FillBuffers();
    }

    private void BlockAction(int item)
    {
      Console.WriteLine(item);
      Thread.Sleep(2000);
    }

    private void FillBuffers()
    {
      for (int i = 0; i < 1000; i++)
      {
        if (i % 2 == 0)
        {
          m_bufferBlock1.Post(i);
        }
        else
        {
          m_bufferBlock2.Post(i);
        }
      }
    }

    private bool IsTimeElapsed(DateTime start, TimeSpan elapsed)
    {
      Console.WriteLine("checking time elapsed");
      return DateTime.Now > (start + elapsed);
    }

    public async Task Start()
    {
      await m_actionBlock.Completion;
    }
  }

该代码建立了一个测试管道，并用奇数和偶数填充了两个缓冲区。两个BufferBlock都连接到一个仅打印“processed”数字并等待2秒的单个ActionBlock。

m_bufferBlock1和m_actionBlock之间的过滤条件（测试目的）检查自我们开始整个过程以来是否已经过去了1分钟。

如果运行此代码，将生成以下输出：

1
checking time elapsed
3
5
7
9
11
13
15
17
19

正如我们所看到的，ActionBlock从BufferBlock中获取第一个元素而不进行过滤，然后尝试通过过滤器获取来自BufferBlock的元素。但是，该过滤器评估为false，它继续从块中获取所有没有过滤器的元素。

我的期望是，在处理了来自未经过滤的BufferBlock的元素之后，它会再次尝试从具有过滤器的另一个BufferBlock中获取元素，并再次对其进行评估。

这将是我预期（或期望）的结果：

1
checking time elapsed
3
checking time elapsed
5
checking time elapsed
7
checking time elapsed
9
checking time elapsed
11
checking time elapsed
13
checking time elapsed
15
// after timer has elapsed take elements also from other buffer
2
17
4
19

我的问题是，是否有一种方式可以“重置”已经“拒绝”的消息，以便重新评估它，或者是否有另一种方法通过不同的建模方式来解决这个问题？简单概述一下，严格交替从两个缓冲区中取出并不重要！（因为我知道这取决于调度，并且如果偶尔从同一块中出列两个项目，则完全没有问题）但是，“拒绝”消息不能被丢弃或重新排队，因为一个缓冲区内的顺序很重要。

提前感谢。

- lemacx

Answer 1

一个想法是定期或按需刷新两个块之间的链接。实现可定期刷新的 LinkTo 并不是很困难。以下是一个实现示例：

public static IDisposable LinkTo<TOutput>(this ISourceBlock<TOutput> source,
    ITargetBlock<TOutput> target, Predicate<TOutput> predicate,
    TimeSpan refreshInterval, DataflowLinkOptions linkOptions = null)
{
    if (source == null) throw new ArgumentNullException(nameof(source));
    if (target == null) throw new ArgumentNullException(nameof(target));
    if (predicate == null) throw new ArgumentNullException(nameof(predicate));
    if (refreshInterval < TimeSpan.Zero)
        throw new ArgumentOutOfRangeException(nameof(refreshInterval));
    linkOptions = linkOptions ?? new DataflowLinkOptions();

    var locker = new object();
    var cts = new CancellationTokenSource();
    var token = cts.Token;
    var currentLink = source.LinkTo(target, linkOptions, predicate);
    var loopTask = Task.Run(async () =>
    {
        try
        {
            while (true)
            {
                await Task.Delay(refreshInterval, token).ConfigureAwait(false);
                currentLink.Dispose();
                currentLink = source.LinkTo(target, linkOptions, predicate);
            }
        }
        finally
        {
            lock (locker) { cts.Dispose(); cts = null; }
        }
    }, token);

    _ = Task.Factory.ContinueWhenAny(new[] { source.Completion, target.Completion },
        _ => { lock (locker) cts?.Cancel(); }, token, TaskContinuationOptions.None,
        TaskScheduler.Default);

    return new Unlinker(() =>
    {
        lock (locker) cts?.Cancel();
        // Wait synchronously the task to complete, ignoring cancellation exceptions.
        try { loopTask.GetAwaiter().GetResult(); } catch (OperationCanceledException) { }
        currentLink.Dispose();
    });
}

private struct Unlinker : IDisposable
{
    private readonly Action _action;
    public Unlinker(Action disposeAction) => _action = disposeAction;
    void IDisposable.Dispose() => _action?.Invoke();
}

使用示例：

m_bufferBlock1.LinkTo(m_actionBlock, x => IsTimeElapsed(start, elapsed),
    refreshInterval: TimeSpan.FromSeconds(10));

m_bufferBlock1和m_actionBlock之间的链接将每10秒刷新一次，直到其中一个块完成。

- Theodor Zoulias