选择消息传递方式

学习目标

把“每条帧都必须处理”和“实时周期只能处理有限命令”区分开，分别选择 MpscChannel<T> 与 RealtimeChannel<T>。

普通数据流：MpscChannel

采集线程到规划线程的帧流通常要求 FIFO 消费。MpscChannel<T> 是有界的多生产者/单消费者通道；普通消费者可用 receive_for() 设置等待边界：

executor::comm::ChannelOptions options;
options.capacity = 256;
options.drop_policy = executor::comm::DropPolicy::RejectNewest;

executor::comm::MpscChannel<SensorFrame> frames(options);
frames.try_send(SensorFrame{});

SensorFrame frame;
if (frames.receive_for(frame, std::chrono::milliseconds(10))) {
    plan(frame);
}
frames.close();

通道在构造期预分配有界 node pool。producer 先在私有节点中完整构造值，再原子发布；一个逻辑 consumer 分离完整批次并保持发布 FIFO。try_send() 与 try_receive() 是非等待入口，不获取 mutex，也不分配队列存储；竞争中的原子重试是 lock-free，而不是 wait-free。send_for() 与 receive_for() 在该核心上 spin/yield，并通过 CommResult 区分 Timeout、Closed 等结果，所以只适合普通控制线程。close() 停止新生产，已经入队的数据仍可继续 drain。

通道传递的是值，不是任务函数

通信组件没有 callable 与参数绑定模型。生产者直接提交一个 T：传左值会复制，传右值会把值移动进通道；发送成功后，消费者取得的是通道拥有的消息，而不是生产者栈上对象的引用。

SensorFrame frame = capture_frame();
if (!frames.try_send(std::move(frame))) {
    handle_backpressure();
}

移动发送后不要继续依赖 frame 的原内容。若消息只保存裸指针、span 或 view，通道只拥有这个轻量对象，不拥有其指向的数据；底层 buffer 仍必须活到消费结束。大型数据推荐传递带明确归还规则的 buffer handle 或智能指针，并为池耗尽定义背压动作。

实时周期：RealtimeChannel

实时线程不应在周期内等待 condition variable，也不应无限清空积压。用 drain_for_cycle() 限制本周期处理量：

executor::comm::RealtimeChannelOptions options;
options.capacity = 128;
options.max_items_per_cycle = 8;

executor::comm::RealtimeChannel<ControlCommand> commands(options);
commands.try_send(ControlCommand{});
commands.drain_for_cycle([](const ControlCommand& command) {
    apply_command(command);
});

max_items == 0 时使用配置中的 max_items_per_cycle；配置为 0 才表示不限。生产环境应保留明确上限，防止突发积压侵占整个控制周期。handler 抛异常时，本轮 drain 停止、统计记录 handler_exception_count、组件发出 HandlerException，异常仍会继续传播。

RealtimeChannel 使用相同的构造期预分配 MPSC 核心和单逻辑消费者契约。try_send()、drain_for_cycle()、close 与状态查询不获取 mutex，也不分配队列存储。若平台所需指针/整数原子不是 lock-free，构造会抛异常而不是静默退化；is_synchronization_lock_free() 只报告这层内部同步性质。

这仍不代表整个调用满足硬实时。T 的复制/移动/析构、steady_clock、handler、异常传播、诊断事件字符串/callback、缺页与 OS 调度都不在保证内。callback 只应在诊断/控制面配置；周期路径应使用有界、非抛出的 payload 操作和 handler，并在目标平台验证整条路径。lock-free 也不等于每次竞争操作都 wait-free。

drain_for_cycle() 的 handler 在调用期间接收 const T&；这个引用只在当前 handler 调用内有效。需要异步保留消息时应复制或转移到另一个所有权对象，不能保存该引用供周期结束后使用。handler 本身也在实时周期内执行，应保持有界并避免阻塞。

满队列时的业务选择

策略	含义	常见场景
RejectNewest	拒绝新消息，生产者观察失败。	每条消息重要，调用方要主动背压。
DropOldest	丢掉最旧消息，接受新消息。	更关注较新数据，但仍以队列传递。
KeepLatest	保留最新消息。	接近状态语义；通常也可直接选 LatestMailbox。

不要忽略 try_send() 的返回值。队列容量、drop policy、峰值深度与 drop 数共同构成背压协议，而不是可随意调大的性能参数。

下一步阅读

只关心最新配置时请使用最新值、状态快照与阶段同步，不要用 FIFO 队列模拟覆盖语义。