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我想编写一个应用程序来评估来自两个传感器的传感器数据。两个传感器都在 Package
中发送数据分成 Frame
的对象对象。 Package
本质上是一个 Tuple<Timestamp, Data[]>
, 一个 Frame
是 Tuple<Timestamp, Data>
.然后我需要一直消费 Frame
具有来自两个来源的最早时间戳。
所以基本上我的对象流是
Package -(1:n)-> Frame \
}-pair synchronized-> Tuple<Frame, Frame>
Package -(1:n)-> Frame /
假设每个 Package
包含 2 或 3 个值(现实:5-7)和递增 1 的整数时间戳(现实:~200Hz => ~5ms 增量)。 “数据”只是 timestamp * 100
为了简单起见。
Packages (timestamp, values[])
Source 1:
{(19, [1700, 1800, 1900]), (22, [2000, 2100, 2200]), (26, [2500, 2600]),
(29, [2700, 2800, 2900]), ...}
Source 2:
{(17, [1500, 1600, 1700]), (19, [1800, 1900]), (21, [2000, 2100]),
(26, [2400, 2500, 2600]), ...}
在 (1:n)
之后步骤:
Frames (timestamp, value)
Source 1:
{(17, 1700), (18, 1800), (19, 1900), (20, 2000), (21, 2100),
(22, 2200), (25, 2500), (26, 2600), (27, 2700), (28, 2800),
(29, 2900), ...}
Source 2:
{(15, 1500), (16, 1600), (17, 1700), (18, 1800), (19, 1900),
(20, 2000), (21, 2100), (24, 2400), (25, 2500), (26, 2600), ...}
pair synchronized
之后步骤:
Merged tuples (timestamp, source1, source2)
{(15, null, 1500), (16, null, 1600), (17, 1700, 1700), (18, 1800, 1800),
(19, 1900, 1900), (20, 2000, 2000), (21, 2100, 2100), (22, 2200, null),
(24, null, 2400), (25, 2500, 2500), (26, 2600, 2600), ...}
注意时间戳 23
缺少,因为 none 两个源都发送了一个值。那只是一个副作用。我可以放入或不放入一个空元组,这无关紧要。元组是否为 (27, 2700, 2700)
也无关紧要或 ((27, 2700), (27, 2700))
, 我。 e. Tuple<Timestamp, Data, Data>
或 Tuple<Frame, Frame>
.
我很确定 (1:n)
部分应该是 TransformManyBlock<Package, Frame>
如果我得到正确的文档。
但是我应该使用哪个 block pair synchronized
部分? 起初,我认为 JoinBlock<Frame, Frame>
将是我正在寻找的,但它似乎只是按索引配对两个元素。但由于既不能确保两个管道都以相同的时间戳开始,也不能确保两个管道始终产生稳定的连续时间戳流(因为有时带有几帧的包可能会在传输中丢失),这不是一个选项。所以我需要的更多是一个“MergeBlock”,它可以决定下一个将两个输入流的哪个元素传播到输出(如果有的话)。
我想我必须自己写这样的东西。但是我无法编写正确处理两个 ISourceBlock 变量和一个 ITargetBlock 变量的代码。我基本上尽早陷入困境:
private void MergeSynchronized(
ISourceBlock<Frame> source1,
ISourceBlock<Frame> source2,
ITargetBlock<Tuple<Frame, Frame>> target)
{
var frame1 = source1.Receive();
var frame2 = source2.Receive();
//Loop {
// Depending on the timestamp [mis]match,
// either pair frame1+frame2 or frame1+null or null+frame2, and
// replace whichever frame(s) was/were propagated already
// with the next frame from the respective pipeline
//}
}
我什至不确定这个草稿:方法应该是 async
所以我可以使用 var frame1 = await source1.ReceiveAsnyc();
?循环的条件是什么?在哪里以及如何检查是否完成?如何解决一个明显的问题,即我的代码意味着我必须等到流中的间隙结束才能意识到存在间隙?
我考虑的替代方案是在管道中添加一个额外的 block ,确保每个传感器都将足够的“哨兵帧”放入管道中,以便始终对齐每个管道中的第一个将对齐正确的两个。我猜想那会是一种TransformManyBlock
它读取一个帧,将“预期”时间戳与实际时间戳进行比较,然后为丢失的时间戳插入标记帧,直到帧的时间戳再次正确。
或者是pair synchronized
部分停止 TPL 数据流对象的地方并开始已经与 Data
一起工作的实际代码部分?
最佳答案
TPL DataFlow API 的问题在于,一切都是内部/私有(private)和/或密封的。这给您扩展 API 的可能性不大。
无论如何,对于您的问题,实现一个新的 SynchronizedJoinBlock 类可能是个好主意。实际的业务逻辑位于 GetMessagesRecursive 方法中:
public sealed class SynchronizedJoinBlock<T1, T2>
: IReceivableSourceBlock<Tuple<T1, T2>>
{
private readonly object _syncObject = new object();
private readonly Func<T1, T2, int> _compareFunction;
private readonly Queue<T1> _target1Messages;
private readonly Queue<T2> _target2Messages;
private readonly TransformManyBlock<T1, Tuple<T1, T2>> _target1;
private readonly TransformManyBlock<T2, Tuple<T1, T2>> _target2;
private readonly BatchedJoinBlock<Tuple<T1, T2>, Tuple<T1, T2>> _batchedJoinBlock;
private readonly TransformManyBlock<Tuple<IList<Tuple<T1, T2>>, IList<Tuple<T1, T2>>>, Tuple<T1, T2>> _transformManyBlock;
public ITargetBlock<T1> Target1 => _target1;
public ITargetBlock<T2> Target2 => _target2;
public Task Completion => _transformManyBlock.Completion;
public SynchronizedJoinBlock(Func<T1, T2, int> compareFunction)
{
_compareFunction = compareFunction
?? throw new ArgumentNullException(nameof(compareFunction));
_batchedJoinBlock = new BatchedJoinBlock<Tuple<T1, T2>, Tuple<T1, T2>>(1);
_target1Messages = new Queue<T1>();
_target2Messages = new Queue<T2>();
Func<ICollection<Tuple<T1, T2>>> getMessagesFunction = () =>
{
lock (_syncObject)
{
if (_target1Messages.Count > 0 && _target2Messages.Count > 0)
{
return GetMessagesRecursive(_target1Messages.Peek(), _target2Messages.Peek()).ToArray();
}
else
{
return new Tuple<T1, T2>[0];
}
}
};
_target1 = new TransformManyBlock<T1, Tuple<T1, T2>>((element) =>
{
_target1Messages.Enqueue(element);
return getMessagesFunction();
});
_target1.LinkTo(_batchedJoinBlock.Target1, new DataflowLinkOptions() { PropagateCompletion = true });
_target2 = new TransformManyBlock<T2, Tuple<T1, T2>>((element) =>
{
_target2Messages.Enqueue(element);
return getMessagesFunction();
});
_target2.LinkTo(_batchedJoinBlock.Target2, new DataflowLinkOptions() { PropagateCompletion = true });
_transformManyBlock = new TransformManyBlock<Tuple<IList<Tuple<T1, T2>>, IList<Tuple<T1, T2>>>, Tuple<T1, T2>>(
element => element.Item1.Concat(element.Item2)
);
_batchedJoinBlock.LinkTo(_transformManyBlock, new DataflowLinkOptions() { PropagateCompletion = true });
}
private IEnumerable<Tuple<T1, T2>> GetMessagesRecursive(T1 value1, T2 value2)
{
int result = _compareFunction(value1, value2);
if (result == 0)
{
yield return Tuple.Create(_target1Messages.Dequeue(), _target2Messages.Dequeue());
}
else if (result < 0)
{
yield return Tuple.Create(_target1Messages.Dequeue(), default(T2));
if (_target1Messages.Count > 0)
{
foreach (var item in GetMessagesRecursive(_target1Messages.Peek(), value2))
{
yield return item;
}
}
}
else
{
yield return Tuple.Create(default(T1), _target2Messages.Dequeue());
if (_target2Messages.Count > 0)
{
foreach (var item in GetMessagesRecursive(value1, _target2Messages.Peek()))
{
yield return item;
}
}
}
}
public void Complete()
{
_target1.Complete();
_target2.Complete();
}
Tuple<T1, T2> ISourceBlock<Tuple<T1, T2>>.ConsumeMessage(
DataflowMessageHeader messageHeader,
ITargetBlock<Tuple<T1, T2>> target, out bool messageConsumed)
{
return ((ISourceBlock<Tuple<T1, T2>>)_transformManyBlock)
.ConsumeMessage(messageHeader, target, out messageConsumed);
}
void IDataflowBlock.Fault(Exception exception)
{
((IDataflowBlock)_transformManyBlock).Fault(exception);
}
public IDisposable LinkTo(ITargetBlock<Tuple<T1, T2>> target,
DataflowLinkOptions linkOptions)
{
return _transformManyBlock.LinkTo(target, linkOptions);
}
void ISourceBlock<Tuple<T1, T2>>.ReleaseReservation(
DataflowMessageHeader messageHeader, ITargetBlock<Tuple<T1, T2>> target)
{
((ISourceBlock<Tuple<T1, T2>>)_transformManyBlock)
.ReleaseReservation(messageHeader, target);
}
bool ISourceBlock<Tuple<T1, T2>>.ReserveMessage(
DataflowMessageHeader messageHeader, ITargetBlock<Tuple<T1, T2>> target)
{
return ((ISourceBlock<Tuple<T1, T2>>)_transformManyBlock)
.ReserveMessage(messageHeader, target);
}
public bool TryReceive(Predicate<Tuple<T1, T2>> filter, out Tuple<T1, T2> item)
{
return _transformManyBlock.TryReceive(filter, out item);
}
public bool TryReceiveAll(out IList<Tuple<T1, T2>> items)
{
return _transformManyBlock.TryReceiveAll(out items);
}
}
关于c# - 如何以同步方式合并两个 TPL DataFlow 管道?,我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题: https://stackoverflow.com/questions/55793609/
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