TPL Dataflow：在保持秩序的同時設計並行性

Question

我之前從未使用過TPL，所以我想知道是否可以用它完成：我的應用程序從很多幀創建一個gif圖像動畫文件。 我從一個Bitmap列表開始，它代表了gif文件的幀，需要為每個幀執行以下操作：

1. 在框架上繪制一些文本/位圖
2. 裁剪框架
3. 調整框架大小
4. 將圖像縮小為256色

顯然，這個過程可以對列表中的所有幀並行完成，但是對於每個幀，步驟的順序必須相同。 之后，我需要將所有幀寫入gif文件。 因此，需要以與原始列表中相同的順序接收所有幀。 最重要的是，此過程可以在第一幀准備就緒時開始，無需等到所有幀都被處理完畢。

這就是情況。 TPL Dataflow適合這個嗎？ 如果是的話，任何人都可以給我一個關於如何設計tpl塊結構以反映上述過程的正確方向的提示嗎？ 與我發現的一些樣品相比，這對我來說似乎相當復雜。

Answer 1

我認為使用TPL Dataflow是有道理的，特別是因為即使打開了並行性，它也會自動保持處理元素的順序正確。

您可以為流程中的每個步驟創建一個單獨的塊，但我認為這里沒有必要，一個用於處理幀的塊和一個用於編寫它們的塊就足夠了：

public Task CreateAnimationFileAsync(IEnumerable<Bitmap> frames)
{
    var frameProcessor = new TransformBlock<Bitmap, Bitmap>(
        frame => ProcessFrame(frame),
        new ExecutionDataflowBlockOptions
        { MaxDegreeOfParallelism = DataflowBlockOptions.Unbounded });

    var animationWriter = new ActionBlock<Bitmap>(frame => WriteFrame(frame));

    frameProcessor.LinkTo(
        animationWriter,
        new DataflowLinkOptions { PropagateCompletion = true });

    foreach (var frame in frames)
    {
        frameProcessor.Post(frame);
    }

    frameProcessor.Complete();

    return animationWriter.Completion;
}

private Bitmap ProcessFrame(Bitmap frame)
{
    …
}

private async Task WriteFrame(Bitmap frame)
{
    …
}

Answer 2

我想你會發現DataFlow是正確的方法。 對於每個幀，從幀列表中嘗試創建一個TransformBlock 。 對於四個步驟中的每個步驟，以正確的順序將幀鏈接在一起。 如果要同時處理幀列表，可以使用bufferblock作為幀列表。

請在msdn上找到有關如何使用transformblock的完整示例：

Answer 3

您的問題是數據流擅長的一個完美示例。

這是最簡單的代碼，可以幫助您入門。

// Try increasing MaxDegreeOfParallelism
var opt = new ExecutionDataflowBlockOptions { MaxDegreeOfParallelism = 2 };

// Create the blocks
// You must define the functions to do what you want
var paintBlock = new TransformBlock<Bitmap, Bitmap>(fnPaintText, opt);
var cropBlock = new TransformBlock<Bitmap, Bitmap>(fnCrop, opt);
var resizeBlock = new TransformBlock<Bitmap, Bitmap>(fnResize, opt);
var reduceBlock = new TransformBlock<Bitmap, Bitmap>(fnReduce,opt);

// Link the blocks together
paintBlock.LinkTo(cropBlock);
cropBlock.LinkTo(resizeBlock);
resizeBlock.LinkTo(reduceBlock);

// Send data to the first block
// ListOfImages contains your original frames
foreach (var img in ListOfImages) { 
   paintBlock.Post(img);
}

// Receive the modified images
var outputImages = new List<Bitmap>();
for (int i = 0; i < ListOfImages.Count; i++) {
   outputImages.Add(reduceBlock.Receive());
}

// outputImages now holds all of the frames
// reassemble them in order