自动化控制之重码校验

看到公司项目里每次都写生产流程都是需要一个环节，那就是重码校验。和同事交流有怀疑Queue的性能的，主要是担心队列元素过多效率低。需求：实现一个先进先出FIFO的队列，在每次生产前去本地数据库看看之前生产的批次有没有采集过，如果有则需要读取到队列里。生产中校验某个码，如果校验不重复则加入队列。校验通不过则需要剔除。目前产线的采集器（工业相机）是随产品在流水线各个工位依次触发的。暂时不存在多个线程并发访问FIFO队列的情况，所以即使使用普通的Queue也是正常不出问题的。现在封装了一下，用上了线程安全版本的ConcurrentQueue。

/// <summary>
    /// 重码校验队列
    /// </summary>
    public class RepeatCheckQueue
    {
        protected ConcurrentQueue<string> queue = new ConcurrentQueue<string>();
        private volatile int barcodeCount = 100;
        /// <summary>
        /// 队列长度,默认100
        /// </summary>
        public int BarcodeCount
        {
            get
            {
                return queue.Count;
            }
        }
        /// <summary>
        /// 构造函数,需要传值指明队列长度
        /// </summary>
        /// <param name="count">队列长度</param>
        public RepeatCheckQueue(int count)
        {
            barcodeCount = count;
            //加载已有码的委托声明
            LoadItemFromDB = (list) =>
            {
                if (list.Count > barcodeCount)
                    throw new Exception("队列长度超限！");
                foreach (Barcode code in list)
                    queue.Enqueue(code.Code);
            };
            //校验重码的委托声明
            CheckIsRepeat = (t, isAddtoQueue) =>
            {
                bool result = false;
                result = queue.Contains(t);
                //不存在且需要加入则自动加入队列
                if (!result && isAddtoQueue)
                {
                    queue.Enqueue(t);
                    if (queue.Count > barcodeCount)
                    {
                        string code;
                        queue.TryDequeue(out code);
                    }
                }
                return result;
            };
        }
        /// <summary>
        /// 从数据库加载已有数据
        /// </summary>
        public Action<List<Barcode>> LoadItemFromDB;
        /// <summary>
        /// 检查条码是否重复,并确定是否加入队列
        /// </summary>
        public Func<string, bool, bool> CheckIsRepeat;

        public string GetQueueCode()
        {
            return queue.FirstOrDefault().ToString();
        }
    }

测试用例：

 Stopwatch sw = new Stopwatch();
            List<Barcode> list = new List<Barcode>();
            Func<RepeatCheckQueue> initQueue = () =>
            {
                sw.Start();
                list = LoadFromXML<Barcode>("100w_guid.xml");
                Console.WriteLine(DateTime.Now +"->"+string.Format("{0}个码已经加载到内存！", list.Count));
                var repeatCheckQueue = new RepeatCheckQueue(list.Count);
                repeatCheckQueue.LoadItemFromDB(list);
                return repeatCheckQueue;
            };
            initQueue.BeginInvoke((result) =>
            {
                RepeatCheckQueue checker = initQueue.EndInvoke(result);
                sw.Stop();
                Console.WriteLine(DateTime.Now + "->" + string.Format("{0}个码已经加载到队列！", checker.BarcodeCount));
                Console.WriteLine(DateTime.Now + "->" + string.Format("准备队列耗时：{0} ！", sw.ElapsedMilliseconds.ToString()));
                //生成一个测试的随机码
                string check_first = string.Join("", Guid.NewGuid().ToByteArray());
                var result_Check = checker.CheckIsRepeat(check_first, true);
                Console.WriteLine(DateTime.Now + "->" + string.Format("校验的第一个码：{0},", check_first) + result_Check);
                Console.WriteLine(result_Check);
                Console.WriteLine(checker.BarcodeCount);
                Console.WriteLine(DateTime.Now + "->" + string.Format("当前队列的第一个码：{0},", checker.GetQueueCode()) + result_Check);
                Console.WriteLine("******************************");
                //第二个码
                string code_first = list.Skip(0).Take(1).FirstOrDefault().Code;
                result_Check = checker.CheckIsRepeat(code_first, true);
                Console.WriteLine(string.Format(DateTime.Now + "->" + "文件里第2码：{0},", code_first) + result_Check);
                //第三个
                string code_second = list.Skip(2).Take(1).FirstOrDefault().Code;
                result_Check = checker.CheckIsRepeat(code_second, true);
                Console.WriteLine(string.Format(DateTime.Now + "->" + "文件里第3码：{0},", code_second) + result_Check);
                Console.WriteLine(checker.BarcodeCount);
                Console.WriteLine("************并行测试************");
                Random rd = new Random();
                //随机取队列里的一个码来校验
                Action action = () =>
                {
                    for (int i = 0; i < 3; i++)
                    {
                        int index = rd.Next(list.Count);
                        string code = list.Skip(index).Take(1).FirstOrDefault().Code;
                        result_Check = checker.CheckIsRepeat(code, true);
                        Console.WriteLine(DateTime.Now + "->" + code + "," + result_Check);
                        Console.WriteLine(checker.BarcodeCount);
                    }
                };
                Parallel.Invoke(action, action, action, action, action, action, action, action);
            }, null);
            Console.WriteLine("正在初始化重码队列...");
            Console.ReadKey();

测试结果：队列里放入100万个码，使用从xml读取100万，然后一个入队的方式，耗时3秒不到，ConcurrentQueue的好处就是支持多线程分批次和并行入队出队。不需要lock，没毛病，一个字：快。