Běžné modely pro nesprávně se chovající vícevláknové aplikace

Vizualizér souběžnosti pomáhá vývojářům vizualizovat chování vícevláknové aplikace. Tento nástroj obsahuje galerii běžných vzorů pro vícevláknové aplikace, které se chovají špatně. Galerie obsahuje typické a rozpoznatelné vizuální vzory, které jsou vystaveny nástrojem, spolu s vysvětlením chování, které je reprezentováno jednotlivými vzory, pravděpodobného výsledku tohoto chování a nejběžnějším přístupem k jeho vyřešení.

Soutěžení při uzamčení a sekvenční spuštění

V některých případech paralelizovaná aplikace opakovaně provádí sériově, i když má několik vláken a počítač má dostatečný počet logických jader. Prvním příznakem je nízký výkon s více vlákny, možná i trochu pomalejší než sériová implementace. V zobrazení vláken nevidíte více vláken spuštěných paralelně; místo toho vidíte, že se spouští kdykoli pouze jedno vlákno. Pokud v tomto okamžiku kliknete na synchronizační segment ve vlákně, zobrazí se zásobník volání blokovaného vlákna (blokující zásobník volání) a vlákno, které odebralo blokující podmínku (odblokování zásobníku volání). Kromě toho, pokud v procesu, který analyzujete, dojde k odblokování zásobníku volání, zobrazí se konektor Thread-Ready. Od tohoto okamžiku můžete přejít na svůj kód ze zásobníků volání pro blokování a odblokování, abyste hlouběji prozkoumali příčinu serializace.

Jak je znázorněno na následujícím obrázku, vizualizér souběžnosti může tento příznak zveřejnit také v zobrazení využití procesoru, kde i přes přítomnost více vláken aplikace spotřebovává pouze jedno logické jádro.

Další informace naleznete v oddílu "Úvodní část" v článku Výkon vláken - Profilování souběžného přístupu ke sdíleným prostředkům v sadě Visual Studio.

Nerovnoměrná distribuce úloh

Když v aplikaci dojde k nepravidelné distribuci práce napříč několika paralelními vlákny, zobrazí se typický vzor schodišťového kroku, protože každé vlákno dokončí svou práci, jak je znázorněno na předchozím obrázku. Vizualizér souběžnosti nejčastěji zobrazuje velmi blízké časy spuštění pro každé souběžné vlákno. Tato vlákna však obvykle končí nepravidelným způsobem místo toho, aby končila současně. Tento model označuje nepravidelné rozdělení práce mezi skupinu paralelních vláken, což by mohlo vést ke snížení výkonu. Nejlepším přístupem k takovému problému je znovu vyhodnotit algoritmus, pomocí kterého byla práce rozdělena mezi paralelní vlákna.

Jak je znázorněno na následujícím obrázku, Vizualizér souběžnosti může tento příznak zveřejnit také v zobrazení využití procesoru jako postupné krok dolů v využití procesoru.

Překročení kapacity

V případě přeplnění procesoru je počet aktivních vláken v procesu větší než počet dostupných logických jader v systému. Předchozí obrázek znázorňuje výsledky přetížení s významným pruhováním kvůli preempci ve všech aktivních vláknech. Kromě toho legenda ukazuje velké procento času strávené v preemption (84 procent v tomto příkladu). To může znamenat, že proces žádá systém, aby spustil více souběžných vláken než počet logických jader. To však může také znamenat, že jiné procesy v systému používají prostředky, u které se předpokládá, že budou pro tento proces k dispozici.

Při vyhodnocování tohoto problému byste měli zvážit následující skutečnosti:

• Celkový systém může být přetížen. Zvažte, že ostatní procesy v systému mohou přerušovat vaše vlákna. Když se pozastavíte nad segmentem přerušení v zobrazení vláken, popisek identifikuje vlákno a proces, který vlákno přerušil. Tento proces nemusí být nutně ten, který se spustil během celou dobu, kdy byl váš proces přerušen, ale poskytuje nápovědu o tom, co vytváří tlak při přerušení vašeho procesu.

• Vyhodnoťte, jak proces určuje odpovídající počet vláken pro spuštění během této fáze práce. Pokud proces přímo vypočítá počet aktivních paralelních vláken, zvažte úpravu tohoto algoritmu, aby lépe odpovídal počtu dostupných logických jader v systému. Pokud používáte Concurrency Runtime, paralelní knihovnu úloh nebo PLINQ, tyto knihovny provádějí výpočet počtu vláken.

Neefektivní vstupně-výstupní operace

Nadměrné využití nebo zneužití vstupně-výstupních operací je běžnou příčinou nedostatečné efektivity v aplikacích. Představte si předchozí obrázek. Profil viditelné časové osy ukazuje, že 44 procent času viditelného vlákna je spotřebováno vstupně-výstupními operacemi. Časová osa zobrazuje velké objemy vstupně-výstupních operací, což značí, že profilovaná aplikace je často blokovaná vstupně-výstupními operacemi. Pokud chcete zobrazit podrobnosti o typech vstupně-výstupních operací a tom, kde je program blokovaný, přibližte problematické oblasti, prozkoumejte profil viditelné časové osy a kliknutím na konkrétní vstupně-výstupní blok zobrazte aktuální zásobníky volání.

Uzamčení konvojů

Uzamčení konvojů Lock_Convoys

Konvoje zamykání nastanou, když aplikace získává zámky v pořadí příchodu, a když je míra příjmu u zámku vyšší než míra získávání. Kombinace těchto dvou podmínek způsobí, že požadavky na zámek se začnou hromadit. Jedním ze způsobů, jak tento problém vyřešit, je použít "nespravedlivé" zámky nebo zámky, které poskytují přístup k prvnímu vláknu, aby je našli v odemknutých stavech. Předchozí obrázek znázorňuje toto chování konvoje. Pokud chcete tento problém vyřešit, zkuste snížit soutěžení o synchronizační objekty a zkuste použít nespravedlivé zámky.

Související obsah

Zobrazení vláken