OpenModelica中不使用连接器如何强制模型初始化优先级

问题背景 #

在OpenModelica中是否可以强制指定模型的初始化执行优先级？以下方可注册各模型名称与参数值的简单模型为例：

function registerModel
  input String name;
  input Real value;
  external "C" registermodel_c(name, value) annotation(Library="registermodelicamodels");
end registerModel;

function printRegistered
  external "C" printregistered_c() annotation(Library="registermodelicamodels");
end printRegistered;

model a
  parameter Real n;
initial algorithm
  registerModel(getInstanceName(), n);
end a;

model b
  a a1(n=10);
  a a2(n=20);
  a a3(n=30);
end b;

model c
  b b1;
initial algorithm
  printRegistered();
end c;

已知printRegistered函数的作用是打印所有registerModel提交的注册记录，当前对模型c执行仿真时，printRegistered无法输出任何注册内容。需求为确认是否存在对应指令，可在模型c的initial algorithm区段内强制完成内部组件b1的初始化；已知连接器方案可解决问题但非首选，需了解其他可行路径。

解答 #

首先明确核心规则：Modelica的初始化逻辑不是按代码书写顺序逐行执行的过程式逻辑，所有initial equation/initial algorithm区段的内容会被编译器统一分析、排序后执行，无数据依赖的语句执行顺序是未定义的。上述问题本质是模型c中调用printRegistered的逻辑，先于b1下所有a组件的注册逻辑执行，因此打印时没有任何注册记录。
不存在可以在父模型initial区段内“立即触发子组件初始化”的内置过程式指令，但可以通过以下两种方案控制初始化顺序，满足需求：

• 方案1：使用OpenModelica专属initializationOrder注解（最简便）
  OpenModelica提供了厂商扩展注解用于直接指定初始化逻辑的执行优先级，数值越小执行优先级越高。直接给对应initial algorithm块加注解即可：

  model a
    parameter Real n;
  initial algorithm
    registerModel(getInstanceName(), n);
    annotation(initializationOrder = -100); // 高优先级，先执行
  end a;
  
  model c
    b b1;
  initial algorithm
    printRegistered();
    annotation(initializationOrder = 0); // 低优先级，后执行
  end c;
  

  该方案修改量极小，仅需加注解即可实现需求，缺点是属于OpenModelica专属特性，不兼容其他Modelica仿真工具。
• 方案2：构造人工数据依赖（标准兼容，无厂商锁定）
  Modelica编译器会严格按照数据依赖关系排序初始化逻辑：被依赖的逻辑一定会先执行。可以构造无实际业务意义的哑变量建立依赖，强制所有子组件的注册逻辑先于打印逻辑执行，不需要使用连接器：

  model a
    parameter Real n;
    Real regFlag; // 哑变量，用于构造依赖
  initial algorithm
    registerModel(getInstanceName(), n);
    regFlag := n; // 注册完成后给哑变量赋值
  end a;
  
  model c
    b b1;
    Real totalFlag; // 顶层哑变量
  initial algorithm
    totalFlag := b1.a1.regFlag + b1.a2.regFlag + b1.a3.regFlag; // 依赖所有子组件的哑变量
    printRegistered(); // 依赖完成后再执行打印
  end c;
  

  该方案完全符合Modelica语言标准，可在所有支持Modelica的仿真工具中运行，不需要修改外部C函数逻辑，也不需要引入连接器。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者D. ACAR