通过多线程提高性能答案

【问题标题】：Improve the performance by multi-threading通过多线程提高性能
【发布时间】：2011-05-18 10:45:33
【问题描述】：

我现在正试图通过使其成为多线程来提高 winform 应用程序的性能。目前该类看起来像：

public class MainClass
{
   List<DataItem> data; //thousands of DataItem, but each is independent

   //and a lot of non-thread-safe variables here,variable1 variable2 ...

   public void Go()
   {
      data.ForEach(item => DealWithDataItem(item));
   }

   public void DealWithDataItem(DataItem item)
   {
      //costs really long time here
      Step1(item);
      Step2(item); //and a lot of StepN(item)
   }

   public void StepN(DataItem item)
   {
      //variable1 = blabla
      //variable2 = blabla ..etc
   }
}

我想为每个 DataItem 使用ThreadPool。

data.ForEach(item => ThreadPool.QueueUserWorkItem( s => DealWithDataItem(item) ));

但是有这么多非线程安全的变量！我不能在某些方法中声明它们，因为它在 StepN 方法之间共享。而且很难让它们都成为线程安全的！我做错什么了吗？有什么好的解决办法吗？谢谢！

【问题讨论】：

backgroundworker 不够用吗？
这真的取决于你对你的变量做了什么1..n他们对值求和吗？你读书吗？写？您需要更具体地了解这些变量的使用。不同的使用模式有不同的解决方案。
不太明白。是MainClass 某种监视器，用于处理所有DataItem 进度的整体进度（因此您需要它们作为MainClass 的状态）。如果没有，请考虑为您的每项工作创建单独的对象。
在您进一步了解这一点之前，了解这一点很重要：是什么让 Step1 和 Step2 真的很慢？他们在做什么工作？很多运行缓慢的东西都会这样做，因为它们依赖于磁盘或网络等缓慢的东西。在这些情况下，跨多个线程拆分工作通常无济于事。一般来说，在确定如何并行化工作时，工作的性质很重要——你用“blabla ..etc”省略的部分实际上是最重要的部分——你隐藏了人们需要看到才能回答的部分你的问题。
你说变量在StepN方法之间是共享的，但是它们是在不同的线程之间共享的吗？如果不是，那么您收到的答案会有所帮助，但如果它们是，那么您有一个更大的问题......

标签： c# .net multithreading thread-safety threadpool

【解决方案1】：

尝试使用ParallelEnumerable.AsParallel。

data.AsParallel.ForEach(DoWork);

它将根据处理器/内核的数量自动创建线程。唯一的问题是它包含在 Framework 4.0 中。有关PLINQ 的更多信息。（正如 andras 评论的那样：对于框架 3.5，它可以作为独立的 Reactive Extensions (Rx) 使用）

UPD：正如 0xA3 所说，强烈建议重构代码，使每个项目都有自己的计算变量。我建议你将计算逻辑提取到DataItem

或者创建一个像“计算器”这样的特殊类，它会做所有的工作，所以DataItem只存储数据，计算的逻辑将包含在Calculator类中。

data.AsParallel.ForEach(x=> new Calculator().DoWork(x));

Calculator 类是这样的

class Calculator
{
   // variables here

  void DoWork(DataItem item)
  {
     Step1(item);
     Step2(item);
     // ...
     // StepN(item);
  }
}

【讨论】：

Parallel.ForEach 和许多其他可以在 Rx 库中找到 .NET 3.5 的内容。 codeblog.theg2.net/2010/02/…

【解决方案2】：

也许最好的方法是重构您的代码，这样您就可以摆脱在不同数据项之间共享的所有字段。

更改（或子类化）DataItem 类以包含操作dataItem 的所有相关数据和方法，以便您的代码更改为如下内容：

public void DealWithDataItem(DataItem item)
{
    item.Step1(); // does not change the state of `this` 
                  // and only changes variables that are private to `item`
    item.Step2(); // and a lot of StepN(item)
}

【讨论】：

【解决方案3】：

由于每个DataItem都是独立的，所以将工作移到一个新的DataItem worker方法中，让每个实例自己处理：

public class MainClass
{
    List<DataItem> data; //thousands of DataItem, but each is independent

    public void Go()
    {
        data.ForEach(item => ThreadPool.QueueUserWorkItem(s => s.DealWithSelf()));
    }
}

public class DataItem
{
    //and a lot of non-thread-safe variables here,variable1 variable2 ...

    void DealWithSelf()
    {
        //costs really long time here
        Step1(item);
        Step2(item); //and a lot of StepN(item)
    }

    public void StepN(DataItem item)
    {
        //variable1 = blabla
        //variable2 = blabla ..etc
    }
}

【讨论】：

【解决方案4】：

MainClass 在您的 GUI 线程中吗？您不应该在您的 GUI 线程中进行任何数据处理；在单独的线程中运行 MainClass。

如何做到这一点？这完全取决于您未向我们展示的blabla 内容。 MainClass 需要返回结果吗？使用BeginInvoke/EndInvoke。是否需要更新 GUI？使用BackgroundWorker。如果您想要更好的答案，您必须向我们提供更多信息。

【讨论】：