简单线程速成课程？

Question

我正在测试线程的想法，但现在只在非常关键的地方。线程几乎为任何事情增加了相当迷人的复杂性，但在 .NET 中，System.Threading 中的线程似乎有很多选择。我想知道哪个最适合处理字符串操作。

考虑将 complex 字符串提供给自定义对象。该对象当前在某个点拆分字符串，并将第一部分提供给函数，然后当该函数完成时，将字符串的另一半提供给第二个函数。这两个函数相互之间没有依赖关系，因此应该是线程的良好候选者，以便两个函数可以在字符串的每一段上同时工作。

添加前的示例：

Public Sub ParseString(ByVal SomeStr As String)
    If String.IsNullOrWhitespace(SomeStr) Then
        Throw New ArgumentNullException("SomeStr")
    End If

    ' Assume that ParsedFirstString is a boolean that is set to
    ' True if the call to ParseFirstString completes successfully.
    ' Ditto for ParsedSecondString.

    Dim MyDelimiter As Char = "|"c
    Dim SomeStrArr As String() = SomeStr.Split({MyDelimiter}, 2)

    Call Me.ParseFirstString(SomeStrArr(0))

    If Me.ParsedFirstString = False Then
        Throw New ArgumentException("Failed to parse the first part of the string.")
    End If

    Call Me.ParseSecondString(SomeStrArr(1))

    If Me.ParsedSecondString = False Then
        Throw New ArgumentException("Failed to parse the second part of the string.")
    End If
End Sub

这工作正常，并且在我的多核系统上的时序循环中进行测试，我可以在 ~140ms-170ms 内执行 1,000 次（如果 10,000 次，则平均 ~1,200ms+）。这是一个可以接受的速度，如果我不能让线程发挥得很好，那么我会继续前进。但是我在查看了一个threading example 和一个关于调用thread with parameters 的SO 问题后尝试了一种线程方法，并最终得到类似于以下的代码：

Public Sub ParseString(ByVal SomeStr As String)
    If String.IsNullOrWhitespace(SomeStr) Then
        Throw New ArgumentNullException("SomeStr")
    End If

    Dim MyDelimiter As Char = "|"c
    Dim SomeStrArr As String() = SomeStr.Split({MyDelimiter}, 2)

    Dim FirstThread As New Thread(Sub() Me.ParseFirstString(SomeStrArr(0))
    Dim SecondThread As New Thread(Sub() Me.ParseSecondString(SomeStrArr(1))

    FirstThread.Priority = ThreadPriority.Highest
    SecondThread.Priority = ThreadPriority.Highest

    Call FirstThread.Start()
    Call SecondThread.Start()

    If Me.ParsedFirstString = False Then
        Throw New ArgumentException("Failed to parse the first part of the string.")
    End If

    If Me.ParsedSecondString = False Then
        Throw New ArgumentException("Failed to parse the second part of the string.")
    End IF
End Sub

这样做的问题是，字符串的第一部分或第二部分的解析可以在 两者 完成之前完成，这会导致两个异常之一.于是我进一步环顾四周，发现我可以使用Join 方法来等待两个线程都完成。这解决了异常的触发，但它大大增加了执行时间。执行上述函数 1,000 次并对其计时，现在平均运行时间可达约 3,700 毫秒。线程似乎不适合这种任务。

但似乎还有其他线程机制，包括 ThreadPools 和 BackgroundWorkers。可能其他人我还没有查过（我几个小时前才开始搞砸这个）。

社区对此类任务的线程有何看法？我第一次尝试线程有什么问题？

仅供参考，我不会更新任何 UI 组件，也不会将结果写入任何类型的存储介质。

结论：

看来我的字符串解析功能比我想象的要好得多。在尝试了Parallel Class 和Task Class 之后，如果我测试一个 10,000 次迭代循环，然后是单线程，我的测试数据大约为 ~1,220ms-1,260ms。如果我什至实现基本的Parallel.Invoke() 以将解析拆分为两个并行线程，我会将计时循环填充到额外的〜300ms（可能是由于匿名委托的开销，但似乎没有办法解决这个问题）。这是在 Core2 Q9550 Yorkfield，未超频的 95W 处理器上进行比较。

成功的选择是在这个特定的代码区域保持单线程。感谢所有参与的人！

Answer 1

我建议使用 TPL 类，例如 Parallel 和 Task。

您的代码是否受益于并行执行，您需要在特定机器上进行基准测试并找出答案。这是最好的方法。相同的代码在一台机器上会减慢执行速度，但在另一台机器上会加快很多。基本上取决于CPU（核数、超线程等）、算法和并行任务数。

如果您使用 TPL，您的代码将如下所示：

    Call Parallel.Invoke(
        Sub()
            Me.ParseFirstString(SomeStrArr(0))
        End Sub,
        Sub()
            Me.ParseFirstString(SomeStrArr(1))
        End Sub)

对不起，我不擅长 VB.NET 语法。可能有办法让它更短。

Answer 2

当正在执行的工作占用的 CPU 周期多于创建/管理/加入多个线程的开销时，线程化（或一般的并行化）是有益的。

如果您要解析代码并且字符串相对简单，那么多线程实际上会使事情变慢。

线程创建是一项相对昂贵的操作。 .NET 4 引入了“任务”的概念。任务是您希望与其他代码并行执行的代码块。 .NET Framework 内置了许多智能功能，可以将所有任务拆分到理想数量的线程中（通常与您拥有的 CPU 内核数量相同），并为多个任务重用相同的线程。

任务仍然有不小的开销，但比原始线程少得多。因此，在许多情况下，Tasks 仍然会使事情比串行代码慢，但这种情况会更少。在没有看到您的输入字符串和解析方法的情况下，我们无法说出您的特定场景在此范围内的位置。

Answer 3

对我来说，从 UI 线程中卸载任何计算是最好的选择。特别是如果出于任何原因它可能会很耗时，无论是在复杂性的数量上，还是两者兼而有之。

如您所见，有很多方法可以做到这一点。很大程度上取决于您在之后/期间想要什么样的信息。

虽然我的 .net 选择是 c#，但前提是相同的。

您可以使用任务，这似乎工作得很好，因为您可以轻松地为它们提供选项 Parallel.Invoke 允许选项

对我来说，我是后台工作人员，除非您确切知道要拥有多少个，否则我发现它们不太适合使用，因为如果您使用工具箱中的组件，则必须预先制作它们，还需要先弄清楚他们是否忙，然后再让他们去做。就个人而言，我想要一些我可以说“来，去做”的事情，就像一群仆从在排队等待工作。

线程也可以工作，但是，如果（像我一样）您要发送大约 10k 封电子邮件并要求它解析它们，我发现它会涉及更多。

从表面上看，你有最好的想法，获取你想要的代码，然后尝试每种方法，看看哪一种适合你，你的思维方式和速度。如果您发现一个明显慢于其他任何一个，或者执行它的 UI 线程，很可能有办法改进它。

如果您遇到示例，MS 当然会为每种类型提供大量示例。