何谓：线程 频繁切换？？？

[okmnji79513]

RT
网上看到过，写多线程程序，线程数目较多的话，线程频繁切换，会使程序性能严重下降。那这个 频繁切换 如何理解？

主线程：

type
  TMy=class
  public
    procedure MyTest;
    constructor Create(i:integer);
  end;
  
  TForm1 = class(TForm)
    IdHTTP1: TIdHTTP;
    Button1: TButton;
    Button2: TButton;
    Memo1: TMemo;
    Button3: TButton;
    Button4: TButton;
    Button5: TButton;
    procedure Button1Click(Sender: TObject);
    procedure Button2Click(Sender: TObject);
    procedure Button3Click(Sender: TObject);
    procedure Button4Click(Sender: TObject);
    procedure Button5Click(Sender: TObject);
  private
    function phonenum(i:integer):string;
    { Private declarations }
  public
    mn:TMy;
    procedure MyTest;
    procedure My(var msg:TMessage);message WM_My;
    { Public declarations }
  end;

var
  Form1: TForm1;

implementation

{$R *.dfm}

{TMy}
constructor TMy.Create(i:integer);
begin
  inherited Create;
end;

procedure TMy.MyTest;
begin
  Form1.MyTest;
end;

{TForm1}
procedure TForm1.MyTest;
begin
  Memo1.Lines.Add('TForm1  --  MyTest');
end;

procedure TForm1.My(var msg:TMessage);
begin
  memo1.Lines.Add('WM_My');
end;
       
procedure TForm1.Button2Click(Sender: TObject);
begin
  TAAThread.Create(false);
end;

procedure TForm1.Button3Click(Sender: TObject);
begin
  mn:=TMy.Create(12);
end;

procedure TForm1.Button4Click(Sender: TObject);
begin
  mn.MyTest;    //----------③
end;

procedure TForm1.Button5Click(Sender: TObject);
begin
  MyTest;       //----------④
end;

子线程：

Const
  WM_My=WM_USER+123;

type
  TAAThread = class(TThread)
  private
    { Private declarations }
  protected
    FMessage: String;
    procedure LogMessage;
    procedure Execute; override;
  end;

implementation

uses unit1;

procedure TAAThread.LogMessage;
begin
  Form1.Memo1.Lines.Add(FMessage );          //---------------①
//  PostMessage(Form1.Handle,WM_My,0,0);     //---------------②
end;

procedure TAAThread.Execute;
var i:integer;
begin
  FMessage:='Test';
  for i:=0 to 100 do
  begin
    Synchronize(LogMessage);
  end;
end;

如上面代码中，Button2 按下，创建了子线程，子线程中频繁的执行了①处代码，这样算 频繁切换 吗？---(1) 那把①处代码换成②处代码，情况又如何？---(2)
请高手们讲解下“频繁切换”吧，最好能 结合个例子，这样好懂点。

另外的问题：我按下 Button4 和 Button5（Button3 已经按过了） 都是打印“TForm1 -- MyTest”，那他们在执行 效率上 有差异不？---(3)
还有我还没按 Button3 ，直接按下 Button4 ，为什么还是能 打印出“TForm1 -- MyTest”?

[okmnji79513]

上面(1)(2)(3)和最后一个问题，请解答下，谢谢。

[cnzdgs]

因为一个处理器同一时刻只能运行一个线程，所以多个线程只能是轮流执行，从执行某一个线程改为执行另一个线程的过程就是线程切换。
频繁切换是指创建了很多个线程，CPU要轮流执行这些线程，因为切换线程需要一定的时间，当线程数量较少时，切换的时间可以忽略不计，而线程数量很多（大约几百个，与物理内存容量有关）时，由于物理内存不足，切换线程需要从虚拟内存中交换数据，所以花费的时间大大增加，导致系统效能降低。
你的程序不存在频繁切换。

[okmnji79513]

[Quote=引用 2 楼 cnzdgs 的回复:]
因为一个处理器同一时刻只能运行一个线程，所以多个线程只能是轮流执行，从执行某一个线程改为执行另一个线程的过程就是线程切换。
频繁切换是指创建了很多个线程，CPU要轮流执行这些线程，因为切换线程需要一定的时间，当线程数量较少时，切换的时间可以忽略不计，而线程数量很多（大约几百个，与物理内存容量有关）时，由于物理内存不足，切换线程需要从虚拟内存中交换数据，所以花费的时间大大增加，导致系统效能降低。
你的程序不存在频繁切换。
[/Quote]
我还以为 TAAThread 执行到“Form1.Memo1.Lines.Add(FMessage);”时，就要求切到主线程在memo1中打印'Test'（就算TAAThread的时间片还没完），这样 TAAThread 和 主线程 主动的频繁要求切换，这样就是“频繁切换”。
那这样的话“频繁切换”和自己写的代码没关系？只要保证线程不要太多，以致"从虚拟内存中交换数据" 就不会降低性能？

[cnzdgs]

对。只有在创建很多线程时才需要考虑这个问题。

[okmnji79513]

[Quote=引用楼主 okmnji79513 的回复:]
如上面代码中，Button2 按下，创建了子线程，子线程中频繁的执行了①处代码，这样算 频繁切换 吗？---(1)    那把①处代码换成②处代码，情况又如何？---(2)
请高手们讲解下“频繁切换”吧，最好能 结合个例子，这样好懂点。
[/Quote]
对于这两个问题，有人不同见解不？


[Quote=引用楼主 okmnji79513 的回复:]
另外的问题：我按下 Button4 和 Button5（Button3 已经按过了） 都是打印“TForm1 -- MyTest”，那他们在执行 效率上 有差异不？---(3)
还有我还没按 Button3 ，直接按下 Button4 ，为什么还是能 打印出“TForm1 -- MyTest”?[/Quote]
对于这两个问题，有人来说下？？？？？

[sanguomi]

要看线程频繁切换，线程要异步执行
WINDOWS95的时间片是20MS，后来版本的不知道
你创建俩个线程异步执行，还是能看到他们之间频繁切换的
Synchronize 你是把你方法放到主线程去执行的

[cnzdgs]

再补充一下，前面所提的“从虚拟内存中交换数据”是针对“性能严重下降”而言的。即使物理内存充足时，切换线程也需要花一些时间（微秒级），如果有几百个线程，轮流执行一次大约要1ms左右的时间用来切换，对于XP系统，时间片是10ms，如果绝大多数线程没有实际工作在做，浪费的CPU资源就比较高了。这种情况如果不能减少线程的数量，则应该把长时间没有实际任务的线程优先级设低一些。

[sanguomi]

所以后来才有了线程池

[okmnji79513]

首先谢谢cnzdgs的讲解，然后对于[Quote=引用 8 楼 sanguomi 的回复:]
所以后来才有了线程池
[/Quote]
我不太理解，线程池不是减少线程创建的时间的一种方式吗？对于线程工作中的 频繁切换 也有帮助？请讲解下，谢谢。

[liangpei2008]

cnzdgs老大讲的不错，不过对于以下代码来讲，的确存在性能问题！

for i:=0 to 100 do
  begin
    Synchronize(LogMessage);//当调用Synchronize时，就会suspend当前线程 ，这样的话，会频繁地在主线程与子线程之间做切换，就起不到线程应有的作用
  end;

[sanguomi]

[Quote=引用 9 楼 okmnji79513 的回复:]
首先谢谢cnzdgs的讲解，然后对于引用 8 楼 sanguomi 的回复:
所以后来才有了线程池

我不太理解，线程池不是减少线程创建的时间的一种方式吗？对于线程工作中的 频繁切换 也有帮助？请讲解下，谢谢。
[/Quote]

敲错了
是 完成端口是针对线程切换的系统开销问题

[hjkto]

mark

[okmnji79513]

[Quote=引用 10 楼 liangpei2008 的回复:]
cnzdgs老大讲的不错，不过对于以下代码来讲，的确存在性能问题！
Delphi(Pascal) codefor i:=0to100dobegin
Synchronize(LogMessage);//当调用Synchronize时，就会suspend当前线程 ，这样的话，会频繁地在主线程与子线程之间做切换，就起不到线程应有的作用end;
[/Quote]
那不加Synchronize，直接这样：

for i:=0 to 100 do
  begin
    LogMessage;
  end;

效果会怎么样？

[okmnji79513]

[Quote=引用 11 楼 sanguomi 的回复:]
敲错了
是 完成端口是针对线程切换的系统开销问题
[/Quote]
哦~~~ 完成端口有这样的功效啊， 以前看到相关知识，只是草草看过而已，这下要去翻翻书好好看看了，

[okmnji79513]

顶一下，任何其他意见？

[nanchangfantasy]

[Quote=引用 2 楼 cnzdgs 的回复:]
因为一个处理器同一时刻只能运行一个线程，所以多个线程只能是轮流执行，从执行某一个线程改为执行另一个线程的过程就是线程切换。
频繁切换是指创建了很多个线程，CPU要轮流执行这些线程，因为切换线程需要一定的时间，当线程数量较少时，切换的时间可以忽略不计，而线程数量很多（大约几百个，与物理内存容量有关）时，由于物理内存不足，切换线程需要从虚拟内存中交换数据，所以花费的时间大大增加，导致系统效能降低。
你的程序不存在频繁切换。
[/Quote]
顶二楼的

[okmnji79513]

对于13楼的 修改，把Synchronize去掉的话，性能上有改善吗？

[liangpei2008]

[Quote=引用 17 楼 okmnji79513 的回复:]
对于13楼的 修改，把Synchronize去掉的话，性能上有改善吗？
[/Quote]
去掉是有改善的，但可能会出错,因为VCL大部分组件不是线程安全的。不过可以这样！

type
  TAAThread = class(TThread)
  private
    { Private declarations }
    FLogMessage:TStrings;
  protected
    FMessage: String;
    procedure HookUI;
    procedure Execute; override;
  public
    constructor Create(CreateSuspended: Boolean);
    destructor Destroy(); override;
  end;

implementation

uses unit1;

constructor TAAThread.Create(CreateSuspended: Boolean);;
begin
  FLogMessage:=TStringList.Create;
  inherited;
end;
destructor TAAThread.Destroy;
begin
  FLogMessage.Free;
  inherited;
end;

procedure TAAThread.HookUI;
begin
  Form1.Memo1.Lines:=FLogMessage;          //---------------①
//  PostMessage(Form1.Handle,WM_My,0,0);     //---------------②
end;

procedure TAAThread.Execute;
var i:integer;
begin
  FMessage:='Test';
  for i:=0 to 100 do
  begin
     FLogMessage.add('Log info');
  end;
  Synchroize(HookUI);
end;

对于Synchroize与PostMessage的区别，我想本质上是一样的！
PostMessage为发送消息给本线程的消息队列,从而进行非阻塞地执行！
而Synchroize则为挂起当前工作线程，把一个无参方法或过程让主线程(VCL线程)执行(阻塞执行)！
对于选择哪种方式，要根据实际情况！
例如说你要发送一个结构体给主线程，且发送完就要释放，这时使用PostMessage就会出问题