c# - 如何在保持顺序的同时并行处理队列

Question

我正在开发 C# 程序来分析视频。基本操作是:

1. 抓取视频帧
2. 流程框架
3. 带注释的显示框架
4. 将结果保存到磁盘
5. 重复

如果步骤 2-4 花费的时间超过一帧时间(30 毫秒)，则会丢帧，这是我不希望看到的。

并行化会减少平均时间，从而降低丢帧的可能性。但是，输出必须与输入的顺序相同。例如。带有注释的帧和结果必须以正确的顺序出现。

我目前加快速度的方法是将流程分成几个部分，并将每个部分输入一个 BlockingCollection，例如在不同的任务中有

1. 将框架添加到 BC#1
2. 从 BC#1 获取帧，处理，将结果放入 BC#2
3. 从 BC#2 中获取结果，添加注释并显示，保存到磁盘。

与其将进程的每个部分拆分成不同的线程，我更希望有一个线程池，每个线程都执行一个帧的整个处理过程。问题是如何维护结果的顺序。

例如，我可以让每个线程将结果放入 BlockingCollection，但如果帧 #2 在帧 #1 之前完成处理，结果将乱序。

• 关于如何在 C# 中实现它有什么想法吗？
• 是否有有用的 C# 类或库？
• 我应该使用什么来创建线程池以最大限度地提高性能？

更新

结果应该接近实时地显示给用户，因为该程序用于控制某些仪器，因此事后对结果进行排序可能不可行。

Answer 1

最简单的方法可能是使用 PLinQ 中的 .AsParallel():

var processedFrames = frames.AsParallel()
                            .AsOrdered()
                            .Select(Process)
                            .ToList();

假设有一个方法

ProcessedFrame Process(UnprocessedFrame original)
{
    // ...
}

这将处理您的整个序列，您将得到一个有序的结果帧序列。