c# - 实时更新大量对象(1,000+)的最有效方法

Question

遍历包含大量项目(1,000 或更多)的集合并实时更新项目属性的最有效方法是什么？目前，我的程序使用 WriteableBitmap 在 Canvas 上为集合中的每个对象绘制图像(尽管我没有看到一个简单的椭圆在性能上有任何差异)并将它移动到屏幕。我暂时尽量保持逻辑简单。

<UserControl.Resources>
    <DataTemplate DataType="{x:Type local:Entity}">
        <Canvas>
            <Image Canvas.Left="{Binding Location.X}"
                   Canvas.Top="{Binding Location.Y}"
                   Width="{Binding Width}"
                   Height="{Binding Height}"
                   Source="{Binding Image}" />
        </Canvas>
    </DataTemplate>
</UserControl.Resources>

<Canvas x:Name="content"
        Width="2000"
        Height="2000"
        Background="LightGreen">
    <ItemsControl Canvas.ZIndex="2" ItemsSource="{Binding Entities}">
        <ItemsControl.ItemsPanel>
            <ItemsPanelTemplate>
                <Canvas IsItemsHost="True" />
            </ItemsPanelTemplate>
        </ItemsControl.ItemsPanel>
    </ItemsControl>

[Magic]
public class Entity : ObservableObject
{
    public Entity()
    {
        Height = 16;
        Width = 16;
        Location = new Vector(Global.rand.Next(800), Global.rand.Next(800));
        Image = Global.LoadBitmap("Resources/Thing1.png");
    }

    public int Height { get; set; }
    public int Width { get; set; }
    public Vector Location { get; set; }
    public WriteableBitmap Image { get; set; }        
}

(在上面的实体类中，[Magic] 属性在我的所有属性上实现了 INPC)

我已经尝试使用 System.Timers.Timer、System.Threading.Timer 和 System.Threading.DispatcherTimer 来创建循环以不同的间隔。在我收集到大约 800 个对象之前，所有对象都表现得很好，然后它们开始变得不稳定。我也尝试过使用标准的 foreach 循环和 Parallel.ForEach 循环，并没有真正注意到两者之间的区别。我的循环有更复杂的逻辑，但在我弄清楚如何简化流程之前，我已使其尽可能简单:

void Timer_Tick(object sender, EventArgs e)
{
    Parallel.ForEach(Entities, entity =>
    {
        entity.Location = new Vector(entity.Location.X + 1, entity.Location.Y);
    });
}

(此外，这不是 Canvas 的问题；如果我绘制 10 个项目并制作 1,000 个而没有图像，它仍然会变得不稳定。)

如何使我的程序更有效地实时处理大型集合？我猜我遗漏了很多东西，因为这是我第一次处理这种性质的事情。任何建议将不胜感激。

Answer 1

集合最好在一个线程中处理，但也有一些选择:

• 如果任何进程需要一些长时间且不完全消耗 CPU 的操作，您将在问题中使用您的方法，即thread-per-action。。 p>

• 如果有多个集合且流程操作时间很短，您最好只对所有集合使用一个线程。

如果在线程之间进行同步，也会对性能产生影响。如果您经常这样做，可能会降低速度。

在任何情况下，总有一个思考的地方，并且是强制性的——用于对处理您的操作的不同方法进行基准测试。后一个选项将帮助您了解多任务工作流程。

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在一些轻量级算术 CPU 绑定(bind)操作的情况下，您可以随意为所有这些操作使用一个线程。

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每个集合一个线程

List<List<Action>> actions = InitializeActions();

foreach(var list in actions)
{
    var listCopy = list; // Mandatory where execution is deferred.

    // Each collection is stared on different thread from thread pool.
    Task.Factory.StartNew(() =>
    {
        foreach(var action in listCopy)
        {
            action();
        }
    }
}

每一个线程

// Single thread executes all the code.
List<List<Action>> actions = InitializeActions();

foreach(var list in actions)
{
    foreach(var action in listCopy)
    {
        action();
    }
}

每次操作线程数

List<List<Action>> actions = InitializeActions();

foreach(var list in actions)
{
    foreach(var action in listCopy)
    {
        // Spawn a thread on each action.
        Task.Factory.StartNew(action);
    }
}

这当然非常简单粗暴，但您明白了。