c# - 响应式(Reactive)管道——如何控制并行度？

Question

我正在构建一个简单的处理管道，其中一个项目作为输入获取，它由多个处理器按顺序操作，最后输出。下图描述了整体架构:

目前的工作方式:Pipeline 正在尽可能快地从提供程序中获取项目。一旦获取了一个项目，它就会被传递给处理器。处理项目后，将通知输出。虽然单个项目是按顺序处理的，但多个项目可能会并行处理(取决于它们从提供商处获取的速度)。

创建并从管道返回的 IObservable 如下所示:

return Observable.Create<T>(async observer =>
{
    while (_provider.HasNext)
    {
        T item = await _provider.GetNextAsync();
        observer.OnNext(item);
    }                
}).SelectMany(item => Observable.FromAsync(() =>
    _processors.Aggregate(
        seed: Task.FromResult(item),
        func: (current, processor) => current.ContinueWith( // Append continuations.
            previous => processor.ProcessAsync(previous.Result))
            .Unwrap()))); // We need to unwrap Task{T} from Task{Task{T}};

缺少的部分:我需要一种控制机制来控制在任何给定时间管道中可以有多少项目(最大值)。

例如，如果最大并行处理数为 3，则将导致以下工作流程:

1. 项目 1 被提取并传递给处理器。
2. 项目 2 被提取并传递给处理器。
3. 项目 3 被提取并传递给处理器。
4. 项目 1 已完成处理。
5. 项目 4 被提取并传递给处理器。
6. 第 3 项已完成处理。
7. 第 5 项被提取并传递给处理器。
8. 等等...

Answer 1

Merge提供一个需要 max concurrency 的重载.

它的签名看起来像:IObservable<T> Merge<T>(this IObservable<IObservable<T>> source, int maxConcurrency);

这是您的示例的样子(我也重构了一些其他代码，您可以接受或离开):

return Observable
//Reactive while loop also takes care of the onComplete for you
.While(() => _provider.HasNext, 
       Observable.FromAsync(_provider.GetNextAsync))
//Makes return items that will only execute after subscription
.Select(item => Observable.Defer(() => {
  return _processers.Aggregate(
    seed: Observable.Return(item),
    func: (current, processor) => current.SelectMany(processor.ProcessAsync)); 
  }))
 //Only allow 3 streams to be execute in parallel.
.Merge(3);

分解它的作用，

1. While将检查每次迭代，如果 _provider.HasNext是真的，如果是这样，那么它将重新订阅以获得下一个值 _provider , 否则它会发出 onCompleted
2. 在 select 内部创建了一个新的可观察流，但尚未使用 Defer 进行评估
3. 返回的IObservable<IObservable<T>>传递给 Merge最多同时订阅 3 个可观察对象。
4. 内部 observable 最终在它被订阅时进行评估。

备选方案 1

如果您还需要控制并行请求的数量，您需要更巧妙一些，因为您需要发出信号表明您的 Observable已准备好接受新值:

return Observable.Create<T>(observer => 
{
  var subject = new Subject<Unit>();
  var disposable = new CompositeDisposable(subject);

  disposable.Add(subject
    //This will complete when provider has run out of values
    .TakeWhile(_ => _provider.HasNext)
    .SelectMany(
      _ => _provider.GetNextAsync(),
     (_, item) => 
     {
       return _processors
        .Aggregate(
         seed: Observable.Return(item),
         func: (current, processor) => current.SelectMany(processor.ProcessAsync))
        //Could also use `Finally` here, this signals the chain
        //to start on the next item.
        .Do(dontCare => {}, () => subject.OnNext(Unit.Default));
     }
    )
    .Merge(3)
    .Subscribe(observer));

  //Queue up 3 requests for the initial kickoff
  disposable.Add(Observable.Repeat(Unit.Default, 3).Subscribe(subject.OnNext));

  return disposable;
});