Разделение задач на потоки в Delphi: эффективное распределение нагрузки

Delphi , Синтаксис , Математика

Вопрос, поставленный автором, заключается в необходимости равномерного распределения нагрузки между несколькими потоками в программе на Delphi. Например, у нас есть 10 тестов, которые нужно выполнить, и мы хотим разделить их на 3 части таким образом, чтобы каждая часть была приблизительно одинаковой по объему работы. Это может быть важно для оптимизации использования ресурсов и ускорения выполнения задач.

Описание проблемы

Автор описывает проблему с помощью примера: у него есть 10 тестовых случаев, которые он хочет выполнить в 3 этапа. Лучшим решением было бы выполнение 3, 3 и 4 тестов, а не 1, 1 и 8, что позволит более равномерно распределить нагрузку между потоками. В коде процедуры calc_stream_numbers используется деление с остатком для определения количества задач для каждого потока, но это приводит к тому, что одна задача будет выполнена отдельно, что неэффективно.

Подходы к решению

Базовый алгоритм

Автор приводит базовый алгоритм, который разделяет задачи на потоки, начиная с деления общего количества задач на количество потоков, а затем распределяет остаток задач между первым потоками.

function BalancedWorkload(Total, Count: Integer): TArray<Integer>;
var
  i: Integer;
begin
  SetLength(Result, Count);
  for i := 0 to Count-1 do
  begin
    Result[i] := Total div Count;
    dec(Total, Result[i]);
    dec(Count);
  end;
end;

Улучшенный алгоритм

В комментариях упоминается, что задачи могут быть неодинаковыми по сложности, поэтому необходимо более тонкое распределение нагрузки. Предлагается использовать потокобезопасную очередь задач, что позволит потребителям (потоки) выбирать задачи из очереди до её опустошения.

Алгоритм с использованием функции SplitIntoEqualParts

Автор также приводит функцию, которая более точно распределяет задачи, начиная с большего количества задач на первые потоки, и постепенно уменьшая количество задач на следующий поток после распределения остатка.

function SplitIntoEqualParts(Total, Count: Integer): TArray<Integer>;
var
  i: Integer;
  delta, delta1, extra: Word;
begin
  Assert( Count < High(Word) );
  SetLength(Result, Count);
  DivMod(Total, Count, delta, extra);
  delta1 := Succ(delta);
  for i := 0 to extra-1 do
    Result[i] := delta1;
  for i := extra to Count-1 do
    Result[i] := delta;
end;

Выводы

Для эффективного распределения задач на потоки в программе на Delphi можно использовать различные алгоритмы. В зависимости от конкретных условий и требований к задачам, можно выбрать более простой базовый алгоритм или более сложный, учитывающий неравномерность сложности задач. Важно также организовать потокобезопасную очередь задач для корректного взаимодействия потоков и оптимального использования ресурсов.

Создано по материалам из источника по ссылке.

Автор описывает методы равномерного распределения задач между потоками в программировании на Delphi для оптимизации нагрузки и ускорения выполнения задач.

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 :: Математика ::