### Улучшение производительности многопоточных циклов в Delphi: решение проблемы дублирования данных в TParallel.For

Delphi , Компоненты и Классы , Потоки

Улучшение производительности многопоточных циклов в Delphi: решение проблемы дублирования данных в TParallel.For

В современном мире разработки программного обеспечения на языке Delphi и использовании технологии Object Pascal (Delphi) важно понимать, как можно эффективно использовать многопоточные вычисления для ускорения работы приложений. Одним из механизмов для реализации параллельных вычислений является конструкция TParallel.For, которая позволяет выполнение цикла в нескольких потоках одновременно. Однако при работе с многопоточными циклами могут возникать различные проблемы, в том числе и проблема дублирования данных, которая рассматривается в данной статье.

Описание проблемы

Разработчики в Delphi 10.1 Berlin столкнулись с проблемой, при которой многопоточный цикл TParallel.For некорректно сохранял вычисленные значения в список TList<Real>. Примером является ситуация, когда в списке могут присутствовать дубликаты значений, что приводит к искажению результатов работы программы. Пример кода, который демонстрирует эту проблему, включает использование мьютекса для синхронизации доступа к списку, однако проблема сохраняется.

type
  TCalculationProject=class(TObject)
  private
    Task: ITask;
    ...
  public
    List: TList<Real>;
    ...
  end;

function TCalculationProject.CalculateListItem(const AIndex: Integer): Real;
begin
  // Функция, которая занимает много времени на вычисление
  // В данном примере мы симулируем время вычисления, используя Sleep
  Sleep(30);
  Result := 10 * AIndex;
end;

procedure TCalculationProject.CalculateList;
begin
  List.Clear;

  Task := TTask.Run(
    procedure
    var
      LoopResult: TParallel.TLoopResult;
      Res: Real;
      Lock: TCriticalSection;
    begin
      Lock := TCriticalSection.Create;
      try
        LoopResult := TParallel.For(0, 1000-1,
          procedure(AIndex: Integer; LoopState: TParallel.TLoopState)
          begin
            Res := CalculateListItem(AIndex);
            Lock.Enter;
            try
              List.Add(Res);
            finally
              Lock.Leave;
            end;
          end
        );
      finally
        Lock.Free;
      end;

      if LoopResult.Completed then
      begin
        TThread.Synchronize(TThread.Current,
          procedure
          begin
            SortList;
            ShowList;
          end
        );
      end;
    end
  );
end;

Решение проблемы

Проблема заключается в том, что переменная Res имеет глобальный характер для параллельных потоков, и ее значение может быть изменено в любой момент другими потоками, что приводит к непредсказуемости данных при их сохранении в список. Для устранения данной проблемы необходимо локализовать переменную Res для каждого потока, что позволит избежать перезаписи данных.

Альтернативные подходы

Также рассматриваются альтернативные подходы, такие как использование манипуляций с мьютексами через Synchronize и Queue, а также предложение об использовании предварительно выделенного массива TArray<Real> для записи результатов вычислений. Все эти методы могут быть использованы для решения проблемы, но важно помнить о необходимости сравнения производительности, чтобы выбрать наилучший вариант для конкретной задачи.

Подтвержденный ответ и рекомендации

По подтвержденному ответу, проблема заключается в общем доступе параллельных потоков к переменной Res, и решение заключается в локализации этой переменной. Также рекомендуется провести сравнение производительности между различными методами синхронизации и использовать прямой доступ к массиву, чтобы избежать проблем с блокировками и ускорить выполнение параллельного цикла.

В заключение, для улучшения производительности многопоточных циклов в Delphi, необходимо тщательно подходить к выбору механизмов синхронизации и выделения памяти для хранения результатов вычислений, а также проводить профилирование производительности для выбора оптимальных решений в соответствии с требованиями конкретной задачи.

Создано по материалам из источника по ссылке.

Улучшение производительности многопоточных циклов в Delphi требует внимания к синхронизации данных и эффективному управлению ресурсами, чтобы избежать проблем, таких как дублирование данных при использовании `TParallel.For`.

Комментарии и вопросы

Получайте свежие новости и обновления по Object Pascal, Delphi и Lazarus прямо в свой смартфон. Подпишитесь на наш Telegram-канал delphi_kansoftware и будьте в курсе последних тенденций в разработке под Linux, Windows, Android и iOS

:: Главная :: Потоки ::