增加线程和进程优先级，以减少处理器密集型并行应用程序的执行时间。

Question

我知道设置线程优先级是堆栈溢出的禁忌话题，但我确信我的应用程序是提高优先级的好选择。为了证明这一点，我解释了下面的情况。现在的问题是如何有效地做到这一点？

应用程序是.NET 4 (C#)控制台应用程序，它执行一个复杂的算法，执行时间约为5个小时。算法完全不是内存密集型的，只是处理器密集型的.它进行数字处理，不执行任何磁盘I/O、数据库连接、网络连接等操作。应用程序的输出只是一个数字，它在最后写入控制台。换句话说，该算法是完全独立的，没有依赖关系。

该应用程序运行在自己专用的16核心64位计算机上，运行Windows，其空闲RAM远远超过它所需的(8GB)。我的意思是，服务器已经被专门用于运行这个应用程序。

我已经尽可能多地优化了代码，使用了广泛的概要分析、花哨的数学快捷方式和一些绕行的技巧。

以下是伪码的总体结构：

public static void Main ()
{
    Process.GetCurrentProcess().PriorityBoostEnabled = true;
    Process.GetCurrentProcess().PriorityClass = ProcessPriorityClass.RealTime;

    // Of course this only affects the main thread rather than child threads.
    Thread.CurrentThread.Priority = ThreadPriority.Highest;

    BigInteger seed = SomeExtremelyLargeNumber; // Millions of digits.

    // The following loop takes [seed] and processes some numbers.
    result1 = Parallel.For(/* With thread-static variables. */);

    while (true) // Main loop that cannot be parallelized.
    {
        // Processes result1.
        result2 = Parallel.For(/* With thread-static variables. */);

        // Processes result2.
        result1 = Parallel.For(/* With thread-static variables. */);

        if (result1 == criteria)
            break;

        // Note: This loop does not need to sleep or care about system responsiveness.
    }
}

现在，基于SO上与线程优先级相关的问题，我认为使用ThreadPool的任何东西都不应该在优先级方面受到干扰。所以，如果我需要切换到手动线程，就这样吧。

问题：

• 如何将上述代码更改为手动线程处理，以从增加的线程优先级(不使用线程池等)中获益？
• 将优先级设置为所有子线程的最高优先级会有帮助吗？我的意思是，子线程是仅仅是在互相争斗，还是让它们比外部操作系统任务更有优势？
• 考虑到有16个内核，我应该运行16个线程还是15个线程？这是否有一般的指引呢？
• 将进程优先级设置为实时也会有帮助吗？

Answer 1

有了这样一个应用程序，我希望更改优先级将使整个运行时产生0%的差异。如果你已经用尽了CPU的使用，所有16个核心100%在做真正的工作，没有更多的你可以做。

Answer 2

您不需要为单个线程设置优先级，只需为整个进程设置优先级，因为它的大多数线程显然都在执行重要的工作。

不过，我不认为它会对像你这样的CPU密集型应用产生任何影响。唯一可以强行抢占您自己的进程的进程是I/O密集型应用程序，传统上大多数OSes都喜欢这些应用程序，但是由于您有一台专用的机器，所以这不会成为一个问题(而且，在我的经验中，Windows非常轻量级，所以如果您的应用程序是唯一运行的，它就不会受到干扰)。

作为一个旁注：

算法完全不是内存密集型的，只是处理器密集型的.它进行数字处理，不执行任何磁盘I/O、数据库连接、网络连接等操作。

它不执行“明显”的I/O操作这一事实并不意味着它不能占用内存。如果您正在处理大型数组或其他数据结构，CPU将不断向主内存发出读/写操作，并且正在做大量的工作来在不同的内存级别之间移动数据。即使只使用数字也会对程序的性能产生负面影响，如果操作不当的话。

Answer 3

我的代码可以更改进程和线程的优先级。

public void SetPriorityProcessAndTheards(string nameProcess,ProcessPriorityClass processPriority, ThreadPriorityLevel threadPriorityLevel)
{
    foreach(Process a in Process.GetProcessesByName(nameProcess))
    {
        a.PriorityBoostEnabled = true;
        a.PriorityClass = processPriority;

        foreach(ProcessThread processThread in a.Threads)
        {
            processThread.PriorityLevel = threadPriorityLevel;
            processThread.PriorityBoostEnabled = true;
        }
    }
}