SimPy 包：管理事件调度

Python 中的离散事件模拟

Dr Diogo Costa

Adjunct Professor, University of Saskatchewan, Canada & CEO of ImpactBLUE-Scientific

管理事件发生

现实问题中的事件发生会受多种情形影响。
最常见包括：
- 条件事件
- 事件中断
- 进程等待

这些情形可转化为 SimPy 的离散事件模型。

条件事件

某些事件依赖其他事件的发生
仅在条件满足时触发

示例

顾客到达服装店
```
def customer_arrivals(env, shop)
```
查找特定商品
```
env.timeout(search_time)
```

仅在有货时购买

if shop.available[item]:

生成器：整合代码

def customer_arrivals(env, shop):


    while True:

        yield env.timeout(search_time)


        # 仅在有货时购买
        if shop.available[item]:
            env.process(shop_buyer(env, item, 
                    num_items, shop))

事件中断

某些事件可能因以下原因被中断：

发生了更高优先级的事件
主动中断（如：车辆充电）
被动中断（如：机器故障）

方法

simpy_process_1.interrupt()

示例

机器周期性故障，打断生产线。

def break_machine(env):

  # 不时使机器故障。
  while True:

    # 故障间隔时间
    yield env.timeout(fail_time())


    # 机器故障：中断进程
    simpy_process_1.interrupt()

进程等待

有些进程需等待其他进程完成
常因资源有限
例：共享资源 capacity=5：
```
simpy.Resource(env, capacity=5)
```
因此，若资源占满，进程需等待

示例： 加油站的燃油储备需定期补充

with gas_station.request() as request:

  # 申请一个加油枪
  yield request


  # 加油枪可用后：加油 
  liters_request = 10
  yield fuel_reserve.get(liters_request)

  # "实际"加油需要时间
  refuel_duration = liters_request 
                      / refuel_speed


  yield env.timeout(refuel_duration)

用按位运算符合并事件

按位运算符

对整数进行按位计算
需要两个操作数
- 例：a & b、a >> b、a ^ b

在 SimPy 中

生成条件事件
介于两个事件之间

SimPy 相关按位运算符

等待两个进程都完成：__and__() 或 &
等待任一进程完成：__or__() 或 |

用按位运算符合并事件

示例： 观众在售票队列中等待轮到自己，或影片售罄

with counter.request() as my_turn:


  # 等到轮到或电影售罄
  result = yield my_turn | counter.sold_out[movie]


  # 若仍有票
  if my_turn in result:
    theater.num_moviegoers[movie] += 1
    return


  # 若售罄
  if my_turn not in result:
    theater.num_renegers[movie] += 1
    return

Passons à la pratique !

Python 中的离散事件模拟