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multithreading - Delphi Seattle 10,多线程/核心性能

转载 作者:行者123 更新时间:2023-12-03 15:46:06 27 4
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我有一个 100% Delphi 代码的应用程序。它是一个 64 位 Windows 控制台应用程序,具有工作负载管理器和固定数量的工作人员。这是通过创建线程来完成的,每个线程都是一个工作线程。线程不会终止,它会从工作负载管理器填充的自己的队列中提取工作。

这似乎工作得很好。

然而,我发现在 16 核系统上,我看到处理时间约为 90 分钟(它有 2,000,000 多个工作负载;每个工作负载都进行数据库工作)。当我添加 16 到 32 个核心时,我发现性能下降了!不存在数据库争用。本质上,数据库正在等待事情发生。

每个线程都有自己的数据库连接。每个线程的查询仅使用该线程连接。

我更新了Delphi MM以使用ScaleMM2;这取得了很大的进步;但我仍然不明白为什么增加核心会降低性能。

当应用程序有 256 个线程、32 个核心时,CPU 总使用率为 80%。当应用程序在 16 个核心上有 256 个线程时,CPU 总使用率为 100%(这就是我想添加核心的原因)——而且速度变慢了:-(

我已将尽可能多的建议应用到代码库中。

ie - 函数不返回字符串,使用 Const 作为参数,用小临界区保护“共享”数据(实际上使用多读独占写)。我目前不分配处理器关联性;我正在阅读关于使用它的相互矛盾的建议..所以我目前没有(添加起来很简单,只是今天不存在)。

问题 - 倾向于我“认为”问题是围绕线程争用......

如何确认线程争用是问题所在?是否有专门用于此类争用识别的工具?我如何确定什么正在使用“堆”,什么没有,以进一步减少那里的争用?

见解、指导、指点将不胜感激。

可以提供相关的代码区域......如果我知道相关的内容。

Procedure TXETaskWorkloadExecuterThread.Enqueue(Const Workload: TXETaskWorkload);
Begin
// protect your own queue
FWorkloadQueue.Enter;
FWorkloads.Add(Workload);
FWorkloadQueue.Leave;
End;

Procedure TXETaskManager.Enqueue(Const Workload: TXETaskWorkload);
Begin
If FWorkloadCount >= FMaxQueueSize Then Begin
WaitForEmptyQueue;
FWorkloadCount := 0;
End;

FExecuters[FNextThread].Enqueue(Workload);
// round-robin the queue
Inc(FNextThread);
Inc(FWorkloadCount);
If FNextThread >= FWorkerThreads Then Begin
FNextThread := 0;
End;
End;


Function TXETaskWorkloadExecuterThread.Dequeue(Var Workload: TXETaskWorkload): Boolean;
Begin
Workload := Nil;
Result := False;

FWorkloadQueue.Enter;
Try
If FNextWorkload < FWorkloads.Count Then Begin
Workload := FWorkloads[FNextWorkload];
Inc(FNextWorkload);
If Workload Is TXETaskWorkLoadSynchronize Then Begin
FreeAndNil(Workload);
Exit;
End;
Result := True;
End Else Begin
FWorkloads.Clear;
FNextWorkload := 0;
FHaveWorkloadInQueue.ResetEvent;
FEmptyAndFinishedQueue.SetEvent;
End;
Finally
FWorkloadQueue.Leave;
End;
End;

编辑---

感谢大家的评论。澄清。

此系统/VM 上没有任何其他内容。所讨论的可执行文件是唯一使用 CPU 的程序。单线程性能意味着线性。我只是将其设为分而治之。如果我有 5,000,000 辆汽车要停放,并且有 30 名司机,有 30 个不同的 parking 场。我可以告诉每个司机等待另一个司机完成 parking ,这比告诉 30 个司机同时 parking 要慢。

单线程分析表明没有任何原因导致此问题。我在这个板上看到过有关 Delphi 和多核性能“陷阱”的提及(主要与字符串处理和 LOCK 有关)。

数据库本质上是在说它很无聊,并在等待事情发生。我已经检查了英特尔 vTune 的副本。一般来说,它说……锁。但是,我找不到在哪里。在我看来,我所拥有的非常简单,并且当前的锁区域是必要的且很小。我看不到的是可能由于其他原因而发生的锁..比如创建锁的字符串,或者线程 1 通过访问该数据导致主进程出现一些问题(即使通过关键部分进行保护)。

继续研究。再次感谢您的反馈/想法。

最佳答案

您的工作负载管理器正在决定哪个线程获取哪个工作项。如果给定的线程阻塞(比如工作很长、数据库延迟等),您就会将更多项目排队到该线程,即使它们可能暂时不会得到处理(如果有的话)。

通常,工作项应存储在单个共享队列中,然后多个线程从中提取。当任何给定线程准备就绪时,它会拉出下一个可用的工作项。例如:

constructor TXETaskManager.Create;
var
I: Integer;
begin
FWorkloadQueue := TCriticalSection.Create;
FWorkloads := TList<TXETaskWorkload>.Create;
FEmptyQueue := TEvent.Create(nil, True, True, '');
FHaveWorkloadInQueue := TEvent.Create(nil, True, False, '');
FNotFullQueue := TEvent.Create(nil, True, True, '');
FTermEvent := TEvent.Create(nil, True, False, '');
...
FMaxQueueSize := ...;
FWorkerThreads := ...;
for I := 0 to FWorkerThreads-1 do
FExecuters[I] := TXETaskWorkloadExecuterThread.Create(Self);
end;

destructor TXETaskManager.Destroy;
begin
for I := 0 to FWorkerThreads-1 do
FExecuters[I].Terminate;
FTermEvent.SetEvent;
for I := 0 to FWorkerThreads-1 do
begin
FExecuters[I].WaitFor;
FExecuters[I].Free;
end;
FWorkloadQueue.Free;
FWorkloads.Free;
FEmptyQueue.Free;
FHaveWorkloadInQueue.Free;
FNotFullQueue.Free;
FTermEvent.Free;
...

inherited;
end;

procedure TXETaskManager.Enqueue(Const Workload: TXETaskWorkload);
begin
FWorkloadQueue.Enter;
try
while FWorkloads.Count >= FMaxQueueSize do
begin
FWorkloadQueue.Leave;
FNotFullQueue.WaitFor(INFINITE);
FWorkloadQueue.Enter;
end;

FWorkloads.Add(Workload);

if FWorkloads.Count = 1 then
begin
FEmptyQueue.ResetEvent;
FHaveWorkloadInQueue.SetEvent;
end;

if FWorkloads.Count >= FMaxQueueSize then
FNotFullQueue.ResetEvent;
finally
FWorkloadQueue.Leave;
end;
end;

function TXETaskManager.Dequeue(var Workload: TXETaskWorkload): Boolean;
begin
Result := False;
Workload := nil;

FWorkloadQueue.Enter;
try
if FWorkloads.Count > 0 then
begin
Workload := FWorkloads[0];
FWorkloads.Delete(0);
Result := True;

if FWorkloads.Count = (FMaxQueueSize-1) then
FNotFullQueue.SetEvent;

if FWorkloads.Count = 0 then
begin
FHaveWorkloadInQueue.ResetEvent;
FEmptyQueue.SetEvent;
end;
end;
finally
FWorkloadQueue.Leave;
end;
end;

constructor TXETaskWorkloadExecuterThread.Create(ATaskManager: TXETaskManager);
begin
inherited Create(False);
FTaskManager := ATaskManager;
end;

procedure TXETaskWorkloadExecuterThread.Execute;
var
Arr: THandleObjectArray;
Event: THandleObject;
Workload: TXETaskWorkload;
begin
SetLength(Arr, 2);
Arr[0] := FTaskManager.FHaveWorkloadInQueue;
Arr[1] := FTaskManager.FTermEvent;

while not Terminated do
begin
case TEvent.WaitForMultiple(Arr, INFINITE, False, Event) of
wrSignaled:
begin
if Event = FTaskManager.FHaveWorkloadInQueue then
begin
if FTaskManager.Dequeue(Workload) then
try
// process Workload as needed...
finally
Workload.Free;
end;
end;
end;
wrError: begin
RaiseLastOSError;
end;
end;
end;
end;

如果您发现线程没有获得足够的工作,您可以根据需要调整线程数。通常,您使用的线程数不应超过可用 CPU 核心数。

关于multithreading - Delphi Seattle 10,多线程/核心性能,我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题: https://stackoverflow.com/questions/47294144/

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