[连载] 用C#进行思考（一）生产者和消费者

　　生产者和消费者的概念其实在我脑中形成得比较晚，但是却是所有其他思想的根本，所以写在最前面。目的是让读者理解我的思想，而不是我的思想的形成过程。（事实上，很多技术作者忽略了这一点，他们按照自己的思考顺序写文章，结果是，大家知道他是“如何思考的”，但不知道他“思考了什么”。）

　　生产者和消费者这两个名词借鉴于生物学。在生物学中的食物链里，被当作食物、提供能量一方被称作“生产者”，而吃掉食物、获取能量的一方被称作“消费者”。比如“大鱼吃小鱼，小鱼吃虾米”，对于“大鱼吃小鱼”来说，小鱼是食物，提供热量（能量），是生产者；而大鱼吃掉小鱼，获取了热量，是消费者。在对于“小鱼吃虾米”来说，虾米是食物，是生产者；而小鱼则是消费者。由此我们还看到了，消费者和生产者的角色是有可能重叠的，但对于特定的、具有“吃”与“被吃”关系的两者来说，其角色是固定的。

　　在面向对象的程序设计中，生产者和消费者用来表示类型的角色。当两个类型涉及到“使用”与“被使用”的关系时，便出现了这两种角色。

　　我们称提供一系列功能供其他类型调用的类型为“生产者”，而称调用其它类型提供的功能的类型为“消费者”。

　　（下划线用于帮助读者断句。）

　　例如常见的Windows Forms程序设计中，往往在一个窗体类中使用某些控件类，就窗体类和它所使用的某一个特定的控件类而言，控件类提供了功能，是生产者；而窗体类使用控件的功能，是消费者。

　　这里简单插一句，什么是“使用”，当一个类A中的某个域(Field)或属性(Property)的类型是类B时，称“A使用了B”。“使用”也称“关联”、“聚合”等。

　　生产者/消费者模式中的一个重要原则就是，永远是消费者主动，由消费者调用生产者。如果不幸发生了生产者必须调用消费者的情形，则不能直接使用方法或属性调用，而是要通过委托（将委托对象当作参数进行传递）或事件（将委托用作一种特殊的域）来实现，而这种反方向的调用（生产者调用消费者），称为“回调”。

　　现在来聊一聊3层架构。三层架构，自下而上为数据层、逻辑层、表现层。3层架构（或多层架构）有一个很重要的原则，就是只能上层调用下层，反之不行，跨层调用也不行。只有符合这种规则，才能写出漂亮的三层架构；否则即使分了层，代码也是凌乱不堪。

　　为什么呢？用生产者/消费者模式可以很方便地解释。对于数据层和逻辑层而言，数据层提供存储、获取数据的基本功能，是生产者；而逻辑层使用数据层的这些功能，对数据进行进一步加工，是消费者。因此，只能由逻辑层调用数据层。

　　再看逻辑层与表现层，逻辑层提供了对数据进行的处理，得到了可供显示的数据，是生产者；而表现层通过调用逻辑层的功能，从逻辑层得到处理过的数据进行显示，是消费者。所以必须由表现层调用逻辑层。

　　事实上，表现层还提供了展示数据和接受输入的功能啊，那么它是？实际上，这说的是系统与用户的关系，表现层提供这些功能是给用户（自然人或其他程序）用的，所以在这里，表现层是生产者而用户是消费者。

　　最后，生产者/消费者的确定，不是取决于谁调用谁；恰恰相反，我们应该在系统设计期间，就确定哪些类型之间存在“使用”关系，并确定在这二者之间，谁是生产者、谁是消费者。一旦这个角色确定下来，那么在具体实现（编码）的过程中，就牢牢遵守这一原则，由消费者调用生产者的方法，而生产者通过委托或事件回调消费者。

　　一旦理解了生产者/消费者模式，并牢牢遵守“消费者主动，调用生产者”这一原则，写出的代码自然是漂亮的。