流水线的实施

为了实现管道以评估给定用户查询的多个操作，我们需要构造一个简单而复杂的操作，该操作合并给定查询的多个操作，这将实现一个管道。但是，这种方法对于某些经常发生的情况是可行和有效的。

系统可以使用以下任何一种方式来执行管道：

需求驱动管道

在需求驱动的管道中，系统反复从操作(在管道的顶部)发出元组请求。每当该操作获得对元组的系统请求时，最初，它都会计算将要返回的下一个元组，然后，此操作将返回所请求的元组。每次从系统接收到任何元组请求时，该操作都会重复相同的过程。如果操作的输入没有流水线，那么我们仅根据输入关系计算下一个返回的元组。但是，系统会跟踪到目前为止已返回的所有元组。但是，如果存在一些流水线输入，该操作也会从其流水线输入中请求元组。从流水线输入中接收元组后，该操作将其用于计算其输出或结果的元组，然后将其传递给上级的父级。因此，在需求驱动的流水线中，流水线是根据系统生成的元组的需求或要求来实现的。

实施需求驱动的管道

在需求驱动的管道中，它将每个操作实现为迭代器。迭代器提供了三个基本功能来实现需求驱动的管道。函数是open()，next()和close()。这些功能的工作方式如下：

• 调用open()函数，对next()的每次调用都会返回下一个元组作为操作的输出。
• 反过来，该操作的实现在其输入上调用open()和next()函数，以便在需要时可以容易地使用输入元组。
• 满足要求后，close()函数告诉迭代器不再有元组要求。
• 同样，在调用过程之间，迭代器保持其执行状态。结果，连续的next()函数接收连续结果的元组。

生产者驱动的管道

生产者驱动的管道不同于需求驱动的管道。在生产者驱动的管道中，操作不会等待产生元组的系统请求。相反，这些操作渴望生成这样的元组。在生产者驱动的管道中，它将每个操作建模为系统内的单独线程或进程。在这里，系统从其流水线输入中获取元组流，并最终为其输出生成或产生元组流。生产者驱动的管道遵循这种方法。

实施生产者驱动的管道

生产者驱动管道的实现方式不同于需求驱动管道。实施过程按以下步骤描述：

• 对于每对相邻的操作，系统都会构造一个缓冲区，该缓冲区保存从一个操作传递到下一个操作的元组。
• 创建缓冲区后，将同时执行与不同操作相对应的进程。
• 流水线底部出现的所有那些操作会不断产生输出元组，并将它们放入输出缓冲区，直到缓冲区变满。
• 一旦操作使用来自流水线输入的元组，它将从其输入缓冲区中删除该元组。
• 如果输出缓冲区已满，则操作将等待，直到缓冲区为更多元组创建更多空间。发生什么情况，指定操作的父操作负责从缓冲区中删除元组。因此，实际上，该操作等待其父操作执行此操作。
• 因此，当缓冲区再次创建更多空间时，该操作将重新开始其元组生成，并继续进行直到缓冲区再次变满。
• 该操作重复此过程，直到生成所有输出元组。

注意：如果输入缓冲区为空，输出缓冲区已满，或者需要更多输入元组以生成更多输出元组，则系统有必要切换操作。

生产者驱动管道和需求驱动管道之间的区别

需求驱动管道和生产者驱动管道之间存在以下差异点：