33. IPC 进程通信

33.1 什么是 `IPC`

引用百度百科

IPC（Inter-Process Communication，进程间通信）。进程间通信是指两个进程的数据之间产生交互。

通俗点说，IPC 可以实现不同应用程序间通信（交互数据）。

33.2 实现 `IPC` 通信方式

半双工 Unix 管道
FIFOs(命名管道)
消息队列（常用模式）
信号量
共享内存（常用模式，Furion 框架默认实现方式）
网络 Socket（常用模式）

33.3 `IPC` 通信模式

IPC 本身指的是 进程间 通信，但 Furion 框架将内置 进程间/内 两种进程通信模式。

进程内通信：Furion 采用 Channel 管道提供进程内通信
进程外通信：Furion 采用 MemoryMapperFile 共享内存方式实现进程外通信（后续版本完善）

33.4 进程内通信（线程间）

进程内通信俗称线程间通信，Furion 框架采用 C# 提供的 Channel（管道） + Lazy + Task.Factory 实现长时间高性能的线程间通信机制。Channel 管道也是目前 .NET/C# 实现 生产者-订阅者 模式最简易且最为强大的实现。

33.4.1 了解 `Channel`

Channel 是在 .NET Core 2.1+ 版本之后加入。Channel 底层实现是一个高效的、线程安全的队列，可以在线程之间传递数据。

Channel 的主要应用场景是 发布/订阅、观察者模式 中使用，如：事件总线 就是最好的实现方式。通过 Channel 实现 生产-消费 机制可以减少项目间的耦合，提高应用吞吐量。

Furion 框架提供了 ChannelContext<TMessage, THandler> 密封类，提供 UnBoundedChannel 和 BoundedChannel 两种管道通信模式。

UnBoundedChannel：具有无限容量的 Channel, 生产者可以全速进行生产数据，但如果消费者的消费速度低于生产者，Channel 的资源使用会无限增加，会有服务器资源耗尽的可能。
BoundedChannel：具有有限容量的 Channel，Furion 框架默认为 1000，到达上限后，生产者进入等待写入直到有空闲，好处是可以控制生产的速度，控制系统资源的使用。（推荐）

33.4.2 常规使用

创建 `ChannelHandler<TMessage>` 管道处理程序

using Furion.IPCChannel;
using System;
using System.Threading.Tasks;

namespace Furion.Core
{
    /// <summary>
    /// 创建管道处理程序（处理 String 类型消息）
    /// </summary>
    public class MyChannelHandler : ChannelHandler<string>
    {
        /// <summary>
        /// 接受到管道消息后处理程序
        /// </summary>
        /// <param name="message"></param>
        /// <returns></returns>
        public override Task InvokeAsync(string message)
        {
            Console.WriteLine(message);

            return Task.CompletedTask;
        }
    }
}

note

ChannelHandler<TMessage> 泛型类型决定了你要接受那种类型的消息，不同类型消息将会自动过滤筛选。

使用 `ChannelContext<TMessage, THandler>` 发送消息

public async Task SendAsync()
{
    for (int i = 0; i < 100; i++)
    {
        // 使用有限容量生产数据
        await ChannelContext<string, MyChannelHandler>.BoundedChannel.Writer.WriteAsync($"Loop {i} times.");
    }
}

以上代码也可以通过 ChannelContext<string, MyChannelHandler>.BoundedChannel.Writer.TryWrite() 同步写入。

33.4.3 实现多订阅

默认情况下，Furion 初始化了一个长时间的 Task 任务进行数据检查及订阅，如需实现多订阅模式，可创建新的订阅任务即可：

var reader = ChannelContext<string, MyChannelHandler>.BoundedChannel.Reader;

// 创建长时间线程管道读取器
_ = Task.Factory.StartNew(async () =>
  {
      while (await reader.WaitToReadAsync())
      {
          if (!reader.TryRead(out var message)) continue;
          // 默认重试 3 次（每次间隔 1s）
          await Retry.Invoke(async () => await Activator.CreateInstance<MyChannelHandler>().InvokeAsync(message), 3, 1000, finalThrow: false);
      }
  }, TaskCreationOptions.LongRunning);

33.4.4 更多 `Channel` 知识

可查阅 Dotnet Core 下的 Channel, 你用了吗？博客教程（😃 写的不错）

33.4.5 `CallContext` 方式

在 Furion v2.18+ 版本提供了 CallContext 静态类，内部使用 AsyncLocal<T> 实现，也可以实现线程间通信，如：

CallContext.SetLocalValue("name", "Furion");
CallContext.GetLocalValue("name");

CallContext<int>.SetLocalValue("count", 1);
CallContext<int>.GetLocalValue("count");