### Проблемы многопоточности в Delphi 7 под Kylix: почему критическая секция ускоряет работу?

Delphi , ОС и Железо , Kylix

Перед тем как приступить к написанию статьи, хочу отметить, что вопрос о многопоточности в программировании на Delphi под разные операционные системы может быть довольно сложным и специфическим. В данном случае рассматривается проблема работы с критической секцией в контексте многопоточных приложений, компилируемых для Kylix (версия Delphi для Linux).

Проблемы многопоточности в Delphi 7 под Kylix: почему критическая секция ускоряет работу?

В современном программировании использование многопоточности является ключевым аспектом повышения производительности приложений. Однако, как показывает практика, не всегда добавление многопоточности приводит к ожидаемому улучшению работы программы. Особенно это актуально при компиляции под операционные системы, отличные от Windows, например, под Linux с использованием Delphi 7 и CrossKylix.

Пример из практики

Разработчик столкнулся с неожиданным поведением многопоточного приложения в среде Kylix. Было замечено, что версия программы с использованием критической секции работала быстрее, чем без неё. Это противоречило ожиданиям, так как предполагалось, что многопоточность должна ускорить вычисления за счёт параллельной обработки данных.

Код приложения

В коде создавалось 100 потоков TThread, каждый из которых выполнял вычисление числа Фибоначчи или сортировку строк в TStringList. При добавлении критической секции, чтобы только один поток мог выполнять операцию за раз, ожидалось ухудшение производительности. Однако на Linux системах с 6-ядерным процессором AMD Opteron результаты были противоположными: версия с использованием критической секции работала в два раза быстрее.

Возможные причины

1. Контекстное переключение: В операционных системах на базе Unix контекстное переключение между потоками может быть более затратным по ресурсам, чем в Windows.
2. Кэш-линии процессора: Потоки могут вызывать конфликты кэша, что приводит к снижению производительности из-за необходимости ожидания освобождения кэша.
3. Внутренние блокировки: В некоторых случаях, даже если глобальная критическая секция не используется, внутренние операции (например, в менеджере памяти) могут использовать свои механизмы синхронизации.

Пример кода на Object Pascal

type TFiboThread = class(TThread)
private
    n: Integer;
    UseCriticalSection: Boolean;
protected
    procedure Execute; override;
public
    ExecTime: Integer;
    procedure Init(n: integer; WithCriticalSect: Boolean);
end;

var
  CriticalSection: TCriticalSection;
implementation

// ... другие функции и процедуры ...

procedure TFiboThread.Execute;
begin
    inherited;
    if Self.UseCriticalSection then
        CriticalSection.Enter;
    // Выполнение задачи
    if Self.UseCriticalSection then
        CriticalSection.Leave;
end;

// Инициализация и финализация критической секции

initialization
    CriticalSection := TCriticalSection.Create;

finalization
    FreeAndNil(CriticalSection);

Заключение

Использование многопоточности в программировании на Delphi под разные операционные системы может привести к неожиданным результатам. В случае с Kylix и Linux, критическая секция может ускорить работу приложения за счёт уменьшения контекстного переключения или минимизации конфликтов кэша. Важно тщательно анализировать поведение программы в разных условиях и учитывать особенности целевой операционной системы.

Подтвержденный ответ

Сортировка TStringList включает множество операций выделения памяти, то есть вызовов менеджера памяти. Сам менеджер памяти является потокобезопасным, что означает использование каких-то механизмов критических секций внутри него. Если сотня потоков работает одновременно без глобальной критической секции, они будут делать тысячи вызовов в менеджер памяти, что приводит к тысячам внутренних блокировок вместо одной блокировки глобальной критической секции.

Это объясняет, почему чистая функция Фибоначчи (без создания и сортировки строк) работает как ожидается — она не имеет скрытых внутренних блокировок.

Создано по материалам из источника по ссылке.

Объем статьи может быть обширен, но ключевая идея заключается в том, что многопоточное программирование на Delphi 7 в среде Kylix для Linux не всегда ведет к ускорению работы приложений, а иногда критическая секция может способствовать улучшению производ

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 :: Kylix ::