根据传入命令选择和执行任务的模式/架构答案

【问题标题】：Pattern/architecture to select and execute tasks depending on the incoming command根据传入命令选择和执行任务的模式/架构
【发布时间】：2018-05-07 12:19:41
【问题描述】：

通常，我会通过以下方式解决此问题：

task = _taskProvider.getNextFromQueue();

if (task.id == TaskExecutor.TasksEnum.One) {
    _taskExecutor.executeTaskOne();
    return;
} else if (task.id == TaskExecutor.TasksEnum.Two) {
    _taskExecutor.executeTaskTwo();
    return;
} else if (task.id == TaskExecutor.TasksEnum.Three) {
    _taskExecutor.executeTaskThree();
    return;
}
//and so on...

如果需要，我可以将 if-else 切换为 switch。我确实相信存在更好的方法来实现类似的代码。想到的一件事是使用表（映射）来存储任务 ID 和指向相应函数的指针，但我不确定它是否有用并提供足够的性能。

我关心的另一件事是通知机制。当TaskProvider 和TaskExecutor 是在不同线程上运行的两个独立实体时，就会出现此问题。如果几个动作需要一些时间来完成执行，情况会变得更糟，我需要创建一个逻辑来让调用者等待结果。

例如，如果executeTaskTwo() 需要一些时间才能完成，我将在后台线程中执行它，这意味着executeTaskTwo() 将几乎立即返回，而任务本身仍将执行。但是一旦结束，我如何通知调用者它的完成？

我猜该解决方案涉及大量修改，也许是一些事件库（我以前从未使用过这些）。我需要一个起点。我想存在某种模式，但我不知道到底是哪一种。

更新 1：

有关一般架构和问题的更多信息共有三个实体：

Hardware - 管理硬件信号（输入、输出）。只关心硬件，不问为什么？
Network - 管理与设备的远程连接。只关心数据传输。同样，它并不关心数据代表什么。
Controller - 控制实际设备的任务/算法（此设备的功能）。这是设备的大脑。

每个实体都在自己的线程上运行。有时，发生了一个事件，一个实体需要将此事件发送给另一个实体（或所有实体）。例如，来自network 的命令会打开某个由硬件管理的 LED，或者，如果未能打开此 LED，应同时向network（通知远程客户端）和controller（执行紧急停止）发出信号。

现在每个实体（类）都有一组函数（方法），其他实体在这个实体做某事时会调用这些函数（方法）。如果调用的函数需要时间来执行，那么调用者实体就会被阻塞，这是不好的。产生后台线程来处理每个命令（或事件）也感觉不对。目前每个实体都有自己的命令队列并按顺序执行其命令 (execute(queue.getNext()))，但由于有些命令执行速度很快，而另一些则需要时间和资源，因此效果不佳。

【问题讨论】：

是的，我肯定会在这里使用地图。例如TasksEnum.Three 和executeTaskThree 之间的映射可以正常工作。如果您有大量命令，则地图查找实际上可能比 if...elses 更快，因为它不需要对每个命令进行线性搜索。
你可以传递一个指向函数的指针。

标签： c++ multithreading events design-patterns notifications

【解决方案1】：

我确实相信存在更好的方法来实现类似的代码。

switch 语句是你能得到的最好的。它会（通常）在您的机器代码中生成一个跳转表，直接将程序计数器发送到该位置以继续执行。

使用map（红黑树）来存储ids 和pointers to functions，不如在switch 中那样有效，并且可能会阻止内联优化。

我会在后台线程中执行它，这意味着 executeTaskTwo() 几乎会立即返回。

我对多线程不是很了解，但你为什么要早点回来？

一个线程的指向不就是join结束后其余的线程吗？

如果你的意思是主线程继续做其他事情，那么你可以有一个std::atomic<bool> 告诉你进程是否已经完成。如果只有一个线程写入（工作线程），而其他线程读取（主线程），则行为已明确。

如果您不想存储一堆布尔值并且只想知道某个进程是否仍在运行，您可以有一个计数器，您可以递增并且随着线程的开始和结束而递减。

【讨论】：

我不知道如何更准确地描述，但想法如下：简单的解决方案在任务量小的时候是好的，但有时这些 switch 语句会变得非常大并且难以阅读。如果使用std::atomic<bool> 标志方式，则意味着每个任务都需要相应的标志和if(flag) 语句，这使得代码量非常难以维护。
@CorellianAle 在我看来，switch 语句非常易读，即使对于长序列也是如此。特别是如果您将中断放在函数调用的右侧，但这是您的调用。查看SO question 了解如何检查线程是否仍在运行。

【解决方案2】：

您可以将 Task 作为基类并让 `getNextFromQueue() 返回一个派生自它的具体类吗？这是一个简单的代码，可以提供想法/

class Task
{
public:
void execute() = 0;

}

class TaskOne : public Task
{
public:
void execute()
  {
     // execute the task here
  }
}

所以您的代码将如下所示：

Task * task = _taskProvider.getNextFromQueue();

if (task)
   task->execute()

【讨论】：