在 C++/CLI 和 C# 之间同步线程

Question

假设我有以下C++/CLI 类：

public ref class ManagedDLAContainer {

private:
    DLAContainer* native_dla_container;
public:
    ManagedDLAContainer() : native_dla_container(new DLAContainer()) {}
    ~ManagedDLAContainer() { delete native_dla_container; }

    KeyValuePair<int,int> GetMRAParticle() {
        std::pair<int,int> mra_p = native_dla_container->mra_particle();
        KeyValuePair<int,int>^ mra_kvp = gcnew 
                     KeyValuePair<int,int>(mra_p.first, mra_p.second);
        return *mra_kvp;
    }

    size_t Size() {
        return native_dla_container->size();
    }

    void Generate(size_t _n) {
        native_dla_container->generate(_n);
    }

};

其中DLAContainer 是一个非托管的本机C++ 类。此类的方法generate 执行涉及建立粒子系统的计算密集型计算，而mra_particle 将代表最近添加粒子的std::pair<int,int> 返回到DLAContainer。这个C++/CLI 代码被打包在一个类库中，然后由C# WPF 项目使用。

WPF 项目有以下类：

public partial class MainWindow : Window {
     private static readonly object locker = new object();
     private readonly ManagedDLAContainer dla;
     private KeyValuePair<int,int> mra_pair;
     private readonly AggregateSystemManager aggregate_manager;

     public MainWindow() {
         InitializeComponent();
         dla = new ManagedDLAContainer();
         mra_pair = new KeyValuePair<int,int>();
         aggregate_manager = new AggregateSystemManager();
         // a Model3DGroup which is part of the GUI
         WorldModels.Children.Add(aggregate_manager.AggregateSystemModel());
     }

     private void AggregateUpdateListener(uint _particle_slider_val){
         while (dla_2d.Size() < _particle_slider_val) {
             KeyValuePair<int,int> agg_kvp = dla.GetMRAParticle();
             if (agg_kvp.Equals(mra_pair) {
                 // no updates to aggregate
             }
             else {
                 mra_pair = agg_kvp;
                 Point3D position = new Point3D(agg_kvp.Key, agg_kvp.Value,0);
                 aggregate_manager.AddParticle(position);
                 Dispatcher.Invoke(() => { aggregate_manager.Update(); } );
             }
         }
     }

     private void GenerateAggregate() {
         lock(locker) {
             uint particle_slider_val = 0;
             Dispatcher.Invoke(() => {
                 particle_slider_val = (uint)particles_slider.Value;
             });
             // start AggregateUpdateListener in new task
             Task.Factory.StartNew(() => AggregateUpdateListener(particle_slider_val));
             // generate the aggregate
             dla.Generate(particle_slider_val);
         }
     }

     private void GenerateButtonHandler(object sender, RoutedEventArgs e) {
         // start GenerateAggregate method in new task
         Task.Factory.StartNew(() => GenerateAggregate());
     }

}

程序流程说明

• 用户使用particle_slider GUI 元素设置要生成的粒子数，然后单击生成按钮。
• 方法GenerateAggregate在使用Task.Factory.StartNew的新任务中运行，该函数然后在单独的任务中运行AggregateUpdateListener，最后调用Generate生成粒子系统。
• AggregateUpdateListener 在Generate 运行的同时持续运行，并检查最近添加的粒子的更新，并根据需要使用AggregateManager 类将新粒子渲染到界面。

问题

虽然这个程序大部分是成功的，但偶尔使用ManagedDLAContainer::Generate(size_t) 生成的粒子会被AggregateUpdateListener 方法遗漏，从而导致界面中显示的粒子系统出现间隙。

我认为这里的问题是这两个过程（粒子系统的生成和检查-渲染过程）没有以正确同步的方式运行。我需要以某种方式获取它，以便在将粒子添加到系统时触发一个事件，该事件允许AggrgegateUpdateListener 然后执行渲染，然后将控制权交还给生成。

但是我不确定如何执行此操作，因为我的Generate 函数将在后台不间断运行，直到粒子系统完全生成到所需的粒子数量 - 这个过程通过本机 C++ 幕后代码，对我的 C# 项目一无所知。正是出于这个原因，我认为在这种情况下使用 AutoResetEvent 之类的东西不适用，但如果是这样，请告诉我如何操作！

目前我能想到的唯一解决方案（与正确同步进程无关）是遍历 GUI 的最终粒子系统并与 @987654347 的粒子系统容器进行比较检查@ 代码（这将永远是正确的）并在与后者的比较中检测到未命中时填补前者中的任何缺失空白。但这是一个令人讨厌的“解决方案”，我宁愿让它实时正确运行。

如果需要任何进一步的信息，请告诉我。

Answer 1

您可以尝试在 C++ 和 C# 中使用命名信号量，但它可能有点重，因为它用于进程之间的同步。

否则，按照 Hans 的评论，您可以在托管 C++ 部分中创建 BlockingCollection 并将其公开给 C# 项目。然后，您需要消耗 ManagedDLAContainer 中的所有粒子并将它们排入阻塞队列。

在 C# GUI 中，我建议您每 200/250 毫秒设置一个计时器，当它触发时，队列中的所有可用粒子都会出列，然后更新 GUI。确保通过一些最大更新数来限制它，这样您就不会被卡住不断地从队列中拉出项目（如果本机代码比 C# 代码快）。