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c# – 使用多个线程创建对象时减速

发布时间:2020-12-15 03:47:45 所属栏目:百科 来源:网络整理
导读:我正在做一个产生数百个线程的项目.所有这些线程处于“睡眠”状态(它们被锁定在Monitor对象上).我注意到,如果我增加“睡眠”线程的数量,程序会减慢很多. “有趣的”事情是看任务管理器,似乎线程数越多,处理器的空闲就越多.我将问题缩小到对象创建. 有人可以
我正在做一个产生数百个线程的项目.所有这些线程处于“睡眠”状态(它们被锁定在Monitor对象上).我注意到,如果我增加“睡眠”线程的数量,程序会减慢很多. “有趣的”事情是看任务管理器,似乎线程数越多,处理器的空闲就越多.我将问题缩小到对象创建.

有人可以向我解释吗?

我制作了一个小样本来测试它.这是一个控制台程序.它为每个处理器创建一个线程,并通过简单的测试(“新的Object()”)来测量它的速度.不,“新的Object()”没有被关闭(如果你不信任我的话).主线程显示每个线程的速度.按CTRL-C,程序产生50个“睡眠”线程.减速开始只有50个线程.大约有250个,在任务管理器上非常明显,CPU不是100%使用(在我的这是82%).

我已经尝试了三种锁定“睡眠”线程的方法:Thread.CurrentThread.Suspend()(坏,坏,我知道:-)),已经锁定的对象和Thread.Sleep(Timeout.Infinite)上的锁定.一样的.如果我用新的Object()对行进行评论,并用Math.Sqrt(或者没有)替换它,则不存在问题.速度不随线程数而变化.
有人可以检查吗?有谁知道瓶颈在哪里?

啊,你应该在发布模式下测试它,不要从Visual Studio启动它.
我在双处理器(没有HT)使用XP sp3.我已经使用.NET 3.5和4.0进行了测试(以测试不同的框架运行时间)

namespace TestSpeed
{
    using System;
    using System.Collections.Generic;
    using System.Threading;

    class Program
    {
        private const long ticksInSec = 10000000;
        private const long ticksInMs = ticksInSec / 1000;
        private const int threadsTime = 50;
        private const int stackSizeBytes = 256 * 1024;
        private const int waitTimeMs = 1000;

        private static List<int> collects = new List<int>();
        private static int[] objsCreated;

        static void Main(string[] args)
        {
            objsCreated = new int[Environment.ProcessorCount];
            Monitor.Enter(objsCreated);

            for (int i = 0; i < objsCreated.Length; i++)
            {
                new Thread(Worker).Start(i);
            }

            int[] oldCount = new int[objsCreated.Length];

            DateTime last = DateTime.UtcNow;

            Console.Clear();

            int numThreads = 0;
            Console.WriteLine("Press Ctrl-C to generate {0} sleeping threads,Ctrl-Break to end.",threadsTime);

            Console.CancelKeyPress += (sender,e) =>
            {
                if (e.SpecialKey != ConsoleSpecialKey.ControlC)
                {
                    return;
                }

                for (int i = 0; i < threadsTime; i++)
                {
                    new Thread(() =>
                    {
                        /* The same for all the three "ways" to lock forever a thread */
                        //Thread.CurrentThread.Suspend();
                        //Thread.Sleep(Timeout.Infinite);
                        lock (objsCreated) { }
                    },stackSizeBytes).Start();

                    Interlocked.Increment(ref numThreads);
                }

                e.Cancel = true;
            };

            while (true)
            {
                Thread.Sleep(waitTimeMs);

                Console.SetCursorPosition(0,1);

                DateTime now = DateTime.UtcNow;

                long ticks = (now - last).Ticks;

                Console.WriteLine("Slept for {0}ms",ticks / ticksInMs);

                Thread.MemoryBarrier();

                for (int i = 0; i < objsCreated.Length; i++)
                {
                    int count = objsCreated[i];
                    Console.WriteLine("{0} [{1} Threads]: {2}/sec    ",i,numThreads,((long)(count - oldCount[i])) * ticksInSec / ticks);
                    oldCount[i] = count;
                }

                Console.WriteLine();

                CheckCollects();

                last = now;
            }
        }

        private static void Worker(object obj)
        {
            int ix = (int)obj;

            while (true)
            {
                /* First and second are slowed by threads,third,fourth,fifth and "nothing" aren't*/

                new Object();
                //if (new Object().Equals(null)) return;
                //Math.Sqrt(objsCreated[ix]);
                //if (Math.Sqrt(objsCreated[ix]) < 0) return;
                //Interlocked.Add(ref objsCreated[ix],0);

                Interlocked.Increment(ref objsCreated[ix]);
            }
        }

        private static void CheckCollects()
        {
            int newMax = GC.MaxGeneration;

            while (newMax > collects.Count)
            {
                collects.Add(0);
            }

            for (int i = 0; i < collects.Count; i++)
            {
                int newCol = GC.CollectionCount(i);

                if (newCol != collects[i])
                {
                    collects[i] = newCol;
                    Console.WriteLine("Collect gen {0}: {1}",newCol);
                }
            }
        }
    }
}

解决方法

我的猜测是,垃圾收集需要线程之间的一定程度的合作 – 有些东西需要检查它们是否被暂停,或者要求他们暂停自己并等待它发生等(即使他们被暂停,它不得不告诉他们不要醒来!)

当然,这描述了一个“停止世界”的垃圾收集器.我相信至少有两个或三个不同的GC实现方式在并行性方面有所不同,但我怀疑所有这些都将在获得线程合作方面做一些工作.

(编辑:李大同)

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