为什么我的C#程序在分析器中更快？

Question

我有一个相对较大的系统(到目前为止大约有25000条线路)用于监测与无线电有关的设备.它使用最新版本的ZedGraph显示图表等。该程序是用C#在VS2010上用Win7编写的。问题是：

• 当我从VS内部运行程序时，它运行得很慢。
• 当我从构建的EXE运行程序时，它运行得很慢。
• 当我通过性能向导/ CPU分析器运行程序时，它会快速运行。
• 当我从构建的EXE运行程序，然后启动VS和附加一个分析器到任何其他进程，我的程序加速！

我想让程序一直运行得这么快！

解决方案中的每个项目都被设置为发布，调试托管代码被禁用，定义调试和跟踪常量被禁用，优化代码--我尝试过，警告级别--我尝试过，抑制了JIT --我尝试了，总之，我尝试了在StackOverflow上已经提出的所有解决方案--都没有工作。程序外部分析器速度慢，在分析器中速度快。我不认为问题在我的代码中，因为如果我将分析器附加到其他不相关的过程中，它会变得很快！

请帮帮我！我真的需要它在任何地方都这么快，因为它是一个业务关键的应用程序，性能问题是不能容忍的。

更新1-8跟随

--------------------Update1:--------------------

这个问题似乎与ZedGraph无关，因为在我用自己的基本绘图替换了ZedGraph之后，它仍然表现出来。

--------------------Update2:--------------------

在虚拟机中运行程序时，程序仍然运行缓慢，从主机运行分析器并不能使其运行得很快。

--------------------Update3:--------------------

启动屏幕截图视频也加快了程序的速度！

--------------------Update4:--------------------

如果我打开英特尔图形驱动程序设置窗口(这件事：new.jpg)，只是不停地用光标悬停在按钮上，所以它们会发光等等，我的程序就会加速！不过，如果我运行GPUz或Kombustor，它不会加速，所以GPU上也不会出现下行现象--它将保持稳定的850 the。

--------------------Update5:--------------------

在不同机器上的测试：

-On我的核心i5-2400S与英特尔HD2000，UI运行缓慢，CPU使用率约为15%。

-On一个同事的核心2二重奏与英特尔的G41快车，UI运行很快，但使用的CPU是90%(这也是不正常的)

-On内核i5-2400S具有专用的Radeon X1650，UI运行速度快，CPU使用率约为50%。

--------------------Update6:--------------------

显示如何更新单个图的代码片段(graphFFT是对ZedGraphControl的封装，以便于使用)：

public void LoopDataRefresh() //executes in a new thread
        {
            while (true)
            {
                while (!d.Connected)
                    Thread.Sleep(1000);
                if (IsDisposed)
                    return;
//... other graphs update here
                if (signalNewFFT && PanelFFT.Visible)
                {
                    signalNewFFT = false;
                    #region FFT
                    bool newRange = false;
                    if (graphFFT.MaxY != d.fftRangeYMax)
                    {
                        graphFFT.MaxY = d.fftRangeYMax;
                        newRange = true;
                    }
                    if (graphFFT.MinY != d.fftRangeYMin)
                    {
                        graphFFT.MinY = d.fftRangeYMin;
                        newRange = true;
                    }

                    List<PointF> points = new List<PointF>(2048);
                    int tempLength = 0;
                    short[] tempData = new short[2048];

                    int i = 0;

                    lock (d.fftDataLock)
                    {
                        tempLength = d.fftLength;
                        tempData = (short[])d.fftData.Clone();
                    }
                    foreach (short s in tempData)
                        points.Add(new PointF(i++, s));

                    graphFFT.SetLine("FFT", points);

                    if (newRange)
                        graphFFT.RefreshGraphComplete();
                    else if (PanelFFT.Visible)
                        graphFFT.RefreshGraph();

                    #endregion
                }
//... other graphs update here
                Thread.Sleep(5);
            }
        }

SetLine是：

public void SetLine(String lineTitle, List<PointF> values)
    {
        IPointListEdit ip = zgcGraph.GraphPane.CurveList[lineTitle].Points as IPointListEdit;
        int tmp = Math.Min(ip.Count, values.Count);
        int i = 0;
        while(i < tmp)
        {
            if (values[i].X > peakX)
                peakX = values[i].X;
            if (values[i].Y > peakY)
                peakY = values[i].Y;
            ip[i].X = values[i].X;
            ip[i].Y = values[i].Y;
            i++;
        }
        while(ip.Count < values.Count)
        {
            if (values[i].X > peakX)
                peakX = values[i].X;
            if (values[i].Y > peakY)
                peakY = values[i].Y;
            ip.Add(values[i].X, values[i].Y);
            i++;
        }
        while(values.Count > ip.Count)
        {
            ip.RemoveAt(ip.Count - 1);
        }
    }

RefreshGraph是：

public void RefreshGraph()
    {
        if (!explicidX && autoScrollFlag)
        {
            zgcGraph.GraphPane.XAxis.Scale.Max = Math.Max(peakX + grace.X, rangeX);
            zgcGraph.GraphPane.XAxis.Scale.Min = zgcGraph.GraphPane.XAxis.Scale.Max - rangeX;
        }
        if (!explicidY)
        {
            zgcGraph.GraphPane.YAxis.Scale.Max = Math.Max(peakY + grace.Y, maxY);
            zgcGraph.GraphPane.YAxis.Scale.Min = minY;
        }
        zgcGraph.Refresh();
    }

。

--------------------Update7:--------------------

只是查了一下蚂蚁分析器。它告诉我，当程序快的时候，ZedGraph刷新的计数要比慢的时候高两倍。以下是截图：

​

我觉得很奇怪，考虑到截面长度的微小差异，在数学精度上，性能相差两倍。

另外，我更新了GPU驱动程序，这没有帮助。

--------------------Update8:--------------------

不幸的是，有几天，我无法重现这个问题.我得到了稳定的可接受的速度(这看起来比两周前我在分析器中的速度慢一点)，它不受两周前影响它的任何因素的影响--分析器、视频捕捉或GPU驱动窗口。我仍然无法解释是什么导致了它..。

Answer 1

Luaan在上面的评论中发布了解决方案，这是系统范围内的计时器分辨率。默认分辨率为15.6ms，分析器将分辨率设置为1ms。

我也遇到了同样的问题，执行速度非常慢，当分析器打开时会加快速度。这个问题在我的个人电脑上消失了，但在其他PC上似乎是随机出现的。我们还注意到，在Chrome中运行一个Join Me窗口时，这个问题消失了。

我的应用程序通过CAN总线传输文件。该应用程序加载一条包含8个字节数据的CAN消息，并将其发送并等待确认。当计时器设置为15.6ms时，每次往返只需15.6ms，整个文件传输大约需要14分钟。当计时器设置为1ms时，往返时间会变化，但最低可达4ms，整个传输时间将下降到不到2分钟。

您可以验证您的系统定时器解析，并通过以管理员身份打开命令提示符并输入：

powercfg -energy duration 5

输出文件将包含以下内容：

平台定时器解析:平台定时器解析默认平台计时器分辨率为15.6ms (15625000 is )，系统空闲时应使用。如果计时器分辨率提高，处理器电源管理技术可能不会有效。由于多媒体回放或图形动画，计时器分辨率可以增加。当前计时器分辨率(100单位) 10000最大定时器周期(100单位) 156001

我目前的分辨率是1ms (10,000单位100 is )，然后是要求增加分辨率的程序列表。

这些信息以及更多的细节可以在这里找到：https://randomascii.wordpress.com/2013/07/08/windows-timer-resolution-megawatts-wasted/

下面是一些提高计时器分辨率的代码(最初发布的是这个问题的答案：如何将定时器分辨率从C#设置为1ms？)：

public static class WinApi
{
    /// <summary>TimeBeginPeriod(). See the Windows API documentation for details.</summary>

    [System.Diagnostics.CodeAnalysis.SuppressMessage("Microsoft.Interoperability", "CA1401:PInvokesShouldNotBeVisible"), System.Diagnostics.CodeAnalysis.SuppressMessage("Microsoft.Security", "CA2118:ReviewSuppressUnmanagedCodeSecurityUsage"), SuppressUnmanagedCodeSecurity]
    [DllImport("winmm.dll", EntryPoint = "timeBeginPeriod", SetLastError = true)]

    public static extern uint TimeBeginPeriod(uint uMilliseconds);

    /// <summary>TimeEndPeriod(). See the Windows API documentation for details.</summary>

    [System.Diagnostics.CodeAnalysis.SuppressMessage("Microsoft.Interoperability", "CA1401:PInvokesShouldNotBeVisible"), System.Diagnostics.CodeAnalysis.SuppressMessage("Microsoft.Security", "CA2118:ReviewSuppressUnmanagedCodeSecurityUsage"), SuppressUnmanagedCodeSecurity]
    [DllImport("winmm.dll", EntryPoint = "timeEndPeriod", SetLastError = true)]

    public static extern uint TimeEndPeriod(uint uMilliseconds);
}

这样使用它可以提高分辨率:WinApi.TimeBeginPeriod(1);

如下所示，返回默认值:WinApi.TimeEndPeriod(1);

传递给TimeEndPeriod()的参数必须与传递给TimeBeginPeriod()的参数匹配。

Answer 2

在有些情况下，减缓线程可以显著加快其他线程的速度，通常是当一个线程频繁轮询或锁定某些公共资源时。

例如，当主线程在一个紧密的循环中而不是使用计时器检查总体进度时(这是一个windows窗体示例)：

private void SomeWork() {
  // start the worker thread here
  while(!PollDone()) {
    progressBar1.Value = PollProgress();
    Application.DoEvents(); // keep the GUI responisive
  }
}

放慢速度可以提高性能：

private void SomeWork() {
  // start the worker thread here
  while(!PollDone()) {
    progressBar1.Value = PollProgress();
    System.Threading.Thread.Sleep(300); // give the polled thread some time to work instead of responding to your poll
    Application.DoEvents(); // keep the GUI responisive
  }
}

正确地执行此操作时，应该避免同时使用DoEvents调用：

private Timer tim = new Timer(){ Interval=300 };

private void SomeWork() {
  // start the worker thread here
  tim.Tick += tim_Tick;
  tim.Start();
}

private void  tim_Tick(object sender, EventArgs e){
  tim.Enabled = false; // prevent timer messages from piling up
  if(PollDone()){
    tim.Tick -= tim_Tick;
    return;
  }
  progressBar1.Value = PollProgress();
  tim.Enabled = true;
}

当GUI内容没有被禁用，用户第二次同时启动其他事件或同一事件时，调用Application.DoEvents()可能会导致分配问题，从而导致堆栈爬升，而堆栈爬升自然会使新事件后面的第一个动作排队，但我将不再讨论这个话题。

该示例可能过于特定于winforms，我将尝试制作一个更一般的示例。如果有一个正在填充由其他线程处理的缓冲区的线程，请确保在循环中留下一些System.Threading.Thread.Sleep()间隙，以便其他线程在检查缓冲区是否需要再次填充之前进行一些处理：

public class WorkItem { 
  // populate with something usefull
}

public static object WorkItemsSyncRoot = new object();
public static Queue<WorkItem> workitems = new Queue<WorkItem>();

public void FillBuffer() {
  while(!done) {
    lock(WorkItemsSyncRoot) {
      if(workitems.Count < 30) {
        workitems.Enqueue(new WorkItem(/* load a file or something */ ));
      }
    }
  }
}

由于工作线程一直被填充线程锁定，因此很难从队列中获取任何内容。添加睡眠()(锁外)可以显著加快其他线程：

public void FillBuffer() {
  while(!done) {
    lock(WorkItemsSyncRoot) {
      if(workitems.Count < 30) {
        workitems.Enqueue(new WorkItem(/* load a file or something */ ));
      }
    }
    System.Threading.Thread.Sleep(50);
  }
}

在某些情况下，连接分析器可能会产生与睡眠功能相同的效果。

我不确定我是否给出了一些有代表性的例子(很难想出一些简单的东西)，但我想要点是很清楚的，把睡眠()放在正确的位置可以帮助改进其他线程的流程。

我会完全删除那个LoopDataRefresh()线程。相反，在窗口中放置至少20帧的计时器(如果没有跳过，则为每秒50帧)：

private void tim_Tick(object sender, EventArgs e) {
  tim.Enabled = false; // skip frames that come while we're still drawing
  if(IsDisposed) {
    tim.Tick -= tim_Tick;
    return;
  }

  // Your code follows, I've tried to optimize it here and there, but no guarantee that it compiles or works, not tested at all

  if(signalNewFFT && PanelFFT.Visible) {
    signalNewFFT = false;

    #region FFT
    bool newRange = false;
    if(graphFFT.MaxY != d.fftRangeYMax) {
      graphFFT.MaxY = d.fftRangeYMax;
      newRange = true;
    }
    if(graphFFT.MinY != d.fftRangeYMin) {
      graphFFT.MinY = d.fftRangeYMin;
      newRange = true;
    }

    int tempLength = 0;
    short[] tempData;

    int i = 0;

    lock(d.fftDataLock) {
      tempLength = d.fftLength;
      tempData = (short[])d.fftData.Clone();
    }

    graphFFT.SetLine("FFT", tempData);

    if(newRange) graphFFT.RefreshGraphComplete();
    else if(PanelFFT.Visible) graphFFT.RefreshGraph();
    #endregion

    // End of your code

    tim.Enabled = true; // Drawing is done, allow new frames to come in.
  }
}

下面是优化的SetLine()，它不再获取点的列表，而是获取原始数据：

public class GraphFFT {
    public void SetLine(String lineTitle, short[] values) {
      IPointListEdit ip = zgcGraph.GraphPane.CurveList[lineTitle].Points as IPointListEdit;
      int tmp = Math.Min(ip.Count, values.Length);
      int i = 0;
      peakX = values.Length;

      while(i < tmp) {
        if(values[i] > peakY) peakY = values[i];
        ip[i].X = i;
        ip[i].Y = values[i];
        i++;
      }
      while(ip.Count < values.Count) {
        if(values[i] > peakY) peakY = values[i];
        ip.Add(i, values[i]);
        i++;
      }
      while(values.Count > ip.Count) {
        ip.RemoveAt(ip.Count - 1);
      }
    }
  }

我希望你能做到这一点，就像我之前评论的那样，我没有机会编译或检查它，所以那里可能会有一些bug。还有更多需要优化的地方，但与跳过帧相比，优化应该是微不足道的，只有当我们有时间在下一个框架开始之前实际绘制框架时，才能收集数据。

如果你仔细研究iZotope视频中的图表，你会发现它们也跳过了帧，有时还有点不稳定。这一点也不错，这是前台线程的处理能力和后台工作人员之间的权衡。

如果您真的希望在一个单独的线程中完成绘图，则必须将该图形绘制到位图(调用drawing ()并传递位图设备上下文)。然后将位图传递到主线程并使其更新。这样，您确实失去了IDE中的设计器和属性网格的便利性，但是您可以使用其他空置的处理器核心。

-编辑答复

是的，有一种方法可以说什么叫什么。看你的第一个屏幕截图，你已经选择了“呼叫树”图。每一行都有一点跳跃(这是一个树视图，而不仅仅是一个列表！)在调用图中，每个树节点表示由其父树节点(方法)调用的方法。

在第一个映像中，WndProc被调用了大约1800次，它处理了872条消息，其中62条触发了ZedGraphControl.OnPaint() (依次占主线程总时间的53% )。

您没有看到另一个根节点的原因，是因为第三个下拉框选择了"604 Mian Thread“，这一点我以前没有注意到。

至于更流畅的图表，我对此有第二想法，现在看了更仔细的屏幕截图。主线程显然收到了更多(双)更新消息，CPU仍然有一些空间。

看起来线程在不同的时间出现了不同步和不同步的情况，更新消息到达的太晚了(当WndProc完成并休眠了一段时间)，然后突然及时到达了一段时间。我对蚂蚁不是很熟悉，但是它是否有一个并行的时间线，包括睡眠时间？你应该能在这样的视野里看到正在发生的事情。Microsofts 螺纹视图工具会在这方面派上用场：

​

Answer 3

当我从未听说或看到类似的东西时，我会推荐一种常识方法，在函数顶部注释掉代码/注入返回，直到找到产生副作用的逻辑为止。您知道您的代码，并可能有一个受过教育的猜测，从哪里开始切割。否则，大部分都是作为一个健全的测试，并开始添加块回来。我经常感到惊讶的是，人们能如此快地找到那些看似不可能的bug来追踪。一旦您找到相关代码，您将有更多的线索来解决您的问题。