结合 Parallel.ForEach 限制 CPU 使用率

Question

我需要什么：

我需要在多线程中运行一组方法，每个内核最多 1 个线程。这些线程中的每一个都需要具有限制功能才能限制所有线程的 CPU 使用率。如果我在运行 3 个线程的 4 个内核上指定 10%（因为我选择 3 个是最大值），那么所有 3 个线程每个内核的 CPU 使用率不得超过 10%。就像 Steam 这样的应用程序，您可以限制下载速度，但想象一下您将有多个 Internet 连接来表示多核。

我尝试了什么：

我尝试过使用Task，但我不知道如何管理它创建的最大线程数，甚至不知道它们各自使用哪个内核。

我最终得到了什么：

我最终找到了 Parallel.ForEach 和 ParallelOptions.MaxDegreeOfParallelism 的组合，这让我完全可以控制线程数量。我知道我有多少核心，我可以轻松地制作一些东西让用户选择要使用的核心数量。我的测试得出结论，Parallel.ForEach 属性按顺序在每个核心上工作，一旦所有核心都收到了一些东西，它就会循环回来并再次重新分配。这是完美的。如果我在 4 核上设置 3 的并行度，我会在 3 个不同的核上得到 3 个线程，而在 4 核上设置 5 的并行度则 3 核将有 1 个线程，1 核将有 2 个。这种行为正是我需要的。这种方法不是一成不变的，我愿意改变。

CPU 限制

现在使用Parallel.ForEach 使 cpu 100% 的时间工作，这在那种紧凑的环境中是一个大问题，在很长一段时间内，在许多计算机上任何超过 40-50% 的使用都会增加如此多的功耗它会在建筑物中触发严重警报，我们需要低于该警报。无论如何，除了在紧密循环中执行 thread.sleep 之外，我没有找到任何解决方案，但这仍然使 cpu 在几秒钟内运行 100%，然后在更长的时间内接近 0%，然后它一遍又一遍地这样做。这没有用。我在一个只有 150 台计算机的房间里进行了一项小型测试，其中一半在几乎相同的时间以 100% 的速度飙升，消耗了太多的电量。我的第二个测试是仅使用 8 个或更多内核并仅在 1 个内核上运行，这样可以大大减少使用量。

优先级

我终于测试了进程优先级，但这并没有更好。是的，该进程接收的 CPU 时间更少，但当我获得电源时，cpu 仍以 100% 运行。除非我在处理可能限制 CPU 的优先级时错过了关键选项。

终于

我感觉我与Parallel.ForEach 非常接近，我只是错过了每个内核的 CPU 限制。我只缺少一件事吗？我知道使用Thread.Sleep 是完全愚蠢的，因为它实际上限制了cpu 的使用时间而不是数量。

对于那些想要代码的人

这又是原型，所以代码几乎没用。它所做的一切都是在许多 cpu 上运行代码，直到完成

static void Main(string[] args)
{
    var items = Enumerable.Range(0, int.MaxValue - 100);

    Parallel.ForEach(
             items,
             new ParallelOptions { MaxDegreeOfParallelism = 4 },
             value => { Calculate(value); }
     );
}

private static void Calculate(int value)
{
    System.Threading.Thread.SpinWait(100000);
    var test = value;
    test *= -1;
    Console.WriteLine(test);
}

Answer 1

您可以使用Windows Job Objects 来限制整个进程（或进程树）的 CPU 使用率。您可以限制整个进程或启动您限制的子工作进程。

这需要 PInvoke（这里不太难）并且不允许您控制特定线程（这里似乎不需要）。

或者，您需要自己进行节流（因为您说过仅控制线程数对您不起作用）。我会以PauseToken 为基础。任何将油门限制到 75% 的简单方法都是：

var pauseToken = new PauseToken();

//Use pauseToken on all threads that consume a lot of CPU

Task.Run(async () => {
 while (true) {
  await Task.Delay(250); //run
  pauseToken.Pause();
  await Task.Delay(750); //pause
  pauseToken.Resume();
 }
});

您甚至可以动态调整限制百分比。每秒读取设备的电源使用情况。如果高于某个阈值，则将暂停百分比增加 10%。如果低于，则将暂停百分比降低 5%。这样您就可以非常轻松地定位特定的瓦数。