Corak Concurrency: Corak Balking

Pengenalan

Corak Reka Bentuk Balking ialah corak reka bentuk tingkah laku yang digunakan untuk mengurus tindakan bergantung kepada keadaan dalam sistem. Ia memastikan bahawa operasi dilaksanakan hanya apabila sistem berada dalam keadaan yang sesuai. Jika prasyarat yang diperlukan tidak dipenuhi, operasi akan dibatalkan atau sistem "balks". Bagi mereka seperti saya, yang tidak tahu apa itu Balking, inilah yang google katakan tentangnya: "hesitate or be unwilling to accept an idea or undertaking". Corak ini amat berguna dalam persekitaran atau sistem berbilang benang yang tindakan tidak sah boleh menyebabkan konflik atau ralat.

Corak balking juga dianggap lebih sebagai anti-corak daripada corak reka bentuk oleh sesetengah orang dalam komuniti. Jika objek tidak dapat menyokong APInya, ia harus sama ada mengehadkan API supaya panggilan yang menyinggung perasaan tidak tersedia atau supaya panggilan boleh dibuat tanpa had. Ini adalah corak lama yang nampaknya telah timbul apabila JVM lebih perlahan dan penyegerakan tidak begitu difahami dan dilaksanakan seperti hari ini. Walau apa pun ia patut dibincangkan dan sama ada mahu menggunakannya atau tidak terpulang kepada pembangun.

Corak Balking bergantung pada tiga konsep asas

1. Keadaan Pengawal: Syarat yang mesti dipenuhi untuk operasi diteruskan.
2. Tindakan Bergantung kepada Negeri: Operasi yang bergantung pada keadaan semasa sistem.
3. Keselamatan Benang: Corak sering menggunakan kunci atau mekanisme penyegerakan lain untuk memastikan keselamatan dalam persekitaran serentak.

Mari kita fahami ini dengan contoh:

Sistem percetakan menunjukkan Corak Balking:

• Senario: Pencetak hanya boleh memproses satu permintaan cetakan pada satu masa. Walaupun berbilang proses boleh meletakkan permintaan cetakan.
• Keadaan Pengawal: Cetakan mestilah tidak aktif "mencetak" untuk mengendalikan permintaan cetakan baharu.
• Tingkah laku: Jika pencetak sibuk, sistem akan menolak dan tidak meneruskan permintaan cetakan baharu.

Nota: Ya, kita boleh mengendalikannya menggunakan baris gilir, tetapi mari kita anggap buat masa ini kita tidak tahu bahawa struktur data yang elegan itu wujud.

import threading
import time

class Printer:
    def __init__(self):
        self.state = "idle"
        self.lock = threading.Lock()

    def start_printing(self, job_id):
        print(f"Attempting to start Print Job {job_id}...")

        with self.lock:  # Ensure thread safety
            if self.state == "printing":
                print(f"Balking: Print Job {job_id} cannot start. Printer is busy.")
                return
            self.state = "printing"

        # Simulate the printing process
        print(f"Print Job {job_id} started.")
        time.sleep(3)
        print(f"Print Job {job_id} completed.")

        with self.lock:
            self.printing = "idle"

# Multiple threads attempting to start print jobs
printer = Printer()

threads = [
    threading.Thread(target=printer.start_printing, args=(1,)),
    threading.Thread(target=printer.start_printing, args=(2,))
]

for t in threads:
    t.start()

for t in threads:
    t.join()

Melihat kod, kita dapat melihat bahawa jika kita menghantar permintaan cetak start_printing ke pencetak dan pencetak sibuk ia akan menyemak keadaan semasa self.state dan jika keadaan sedang "mencetak", ia akan kembali tanpa melakukan apa-apa . Jika tidak, ia akan menerima permintaan itu dan melaraskan keadaannya dengan sewajarnya.

Bila Gunakan Corak Balking

1. Sistem Berbilang Thread: Untuk mengelakkan keadaan perlumbaan atau operasi tidak sah.
2. Aliran Kerja Bergantung kepada Negeri: Apabila tindakan dibenarkan hanya di negeri tertentu.
3. Pengurusan Sumber: Untuk mengawal penggunaan sumber yang dikongsi secara tidak wajar. Objek yang menggunakan corak ini secara amnya hanya dalam keadaan yang terdedah kepada balking buat sementara waktu tetapi untuk jangka masa yang tidak diketahui. Jika objek kekal dalam keadaan yang terdedah kepada balking untuk tempoh masa yang diketahui dan terhad, maka corak penggantungan terkawal mungkin diutamakan.

Kelebihan Corak Balking

1. Menghalang Operasi Tidak Sah: Pengawal memastikan operasi berlaku hanya dalam keadaan yang sah.
2. Keselamatan Benang: Sangat berguna dalam sistem berbilang benang.
3. Memudahkan Logik: Merangkum tindakan yang bergantung kepada keadaan ke dalam corak yang jelas dan boleh digunakan semula.

Keburukan

1. Kebolehgunaan Terhad: Paling berguna apabila tindakan adalah binari (dibenarkan atau tidak dibenarkan).
2. Potensi Overhed: Pemeriksaan pengawal dan mekanisme penyegerakan boleh memperkenalkan kos prestasi.

Kesimpulan

Corak Reka Bentuk Balking menyediakan cara yang berkesan untuk mengurus tindakan yang bergantung kepada keadaan dan mencegah operasi tidak sah dalam sistem perisian. Dengan memperkenalkan keadaan pengawal yang jelas dan memastikan keselamatan benang, ia meningkatkan kebolehpercayaan dan kebolehselenggaraan sistem. Sama ada ia menghalang berbilang perjalanan dalam sistem tempahan teksi atau mengurus kerja cetakan serentak, Balking Pattern menawarkan pendekatan berstruktur untuk mengelakkan konflik dan mengekalkan integriti operasi. Akhirnya, pilihan untuk menggunakan Corak Balking bergantung pada keperluan khusus aplikasi anda dan keperluan serentaknya.

Rujukan

• Wikipedia - Corak Balking
• UCB

Atas ialah kandungan terperinci Corak Concurrency: Corak Balking. Untuk maklumat lanjut, sila ikut artikel berkaitan lain di laman web China PHP!