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我在 C# 中执行以下循环的线程时遇到问题：

        for (int i = 1; i < matrix.scoreMatrix.GetLength(0); i++)
        {

            for (int j = 1; j < matrix.scoreMatrix.GetLength(1); j++)
            {
                matrix.CalculateScore(i, j);
            }
        }

此循环将匹配数组填充到 Smith Waterman 算法。这需要很多时间，因为我想改进填充矩阵的过程。

必须从左上角填充矩阵，因为以下单元格是根据位于上方和左侧的单元格计算的。

我的想法是利用这 2-3 个额外的线程来填充每个线阵列，如下图所示：

在此处输入图像描述

任何提示或类似的安排都会非常有帮助。

我做了这样的事情：

主功能：

        int i = 0, t1_row=0, t2_row=0, t3_row=0, finished_lines=0;

        Thread t1 = new Thread(() => getnext1(matrix, i, t1_row, t2_row, t3_row, finished_lines));
        Thread t2 = new Thread(() => getnext2(matrix, i, t1_row, t2_row, t3_row, finished_lines));
        Thread t3 = new Thread(() => getnext3(matrix, i, t1_row, t2_row, t3_row, finished_lines));

        t1.Start();
        t2.Start();
        t3.Start();
        t1.Join();
        t2.Join();
        t3.Join();

线程函数：

    public static void getnext1(SWMatrix matrix, int i, int t1_row, int t2_row, int t3_row, int finished_lines)
    {
        do
        {
            for (int j = 1; j < matrix.scoreMatrix.GetLength(1); j++)
            {
                if (t1_row <= t3_row - 1 || finished_lines >= i - 2)
                {
                    matrix.CalculateScore(i, j);
                    t1_row++;
                }
                else
                {
                    j--;
                }
            }
            finished_lines++;
            i++;
            t1_row = 0;
        }
        while (i >= matrix.scoreMatrix.GetLength(0));
    }

    public static void getnext2(SWMatrix matrix, int i, int t1_row, int t2_row, int t3_row, int finished_lines)
    {
        do
        {
            for (int j = 1; j < matrix.scoreMatrix.GetLength(1); j++)
            {
                if (t2_row <= t1_row - 1 || finished_lines >= i - 2)
                {
                    matrix.CalculateScore(i, j);
                    t2_row++;
                }
                else
                {
                    j--;
                }
            }
            finished_lines++;
            i++;
            t2_row = 0;
        }
        while (i >= matrix.scoreMatrix.GetLength(0));
    }

    public static void getnext3(SWMatrix matrix, int i, int t1_row, int t2_row, int t3_row, int finished_lines)
    {
        do
        {
            for (int j = 1; j < matrix.scoreMatrix.GetLength(1); j++)
            {
                if (t3_row <= t2_row - 1 || finished_lines >= i - 2)
                {
                    matrix.CalculateScore(i, j);
                    t3_row++;
                }
                else
                {
                    j--;
                }
            }
            finished_lines++;
            i++;
            t3_row = 0;
        }
        while (i >= matrix.scoreMatrix.GetLength(0));
    }

查询执行时间几乎延长了两倍。但我也有线程工作的信息。如何优化这段代码？有什么建议吗？我在一台有 4 个处理器的机器上测试它。

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您编写的代码不正确。例如：存在一种竞争条件，其中多个线程可以同时递增finished_lines并产生错误的结果。您使用静态变量在线程之间进行通信的想法遇到了一个称为错误共享的问题，并且会降低性能。[编辑：更仔细地查看您的代码，我发现您根本没有使用共享变量。你的代码永远无法工作。]

我认为你最好使用块或瓷砖而不是单行。如果你的瓷砖是这样排列的：

A B C D ...
B C D E ...
C D E F ...
D E F G ...
. . . . ...

然后，一旦计算了所有先前的图块，就可以并行计算具有相同标签（在同一对角线上）的所有图块，并且您根本不需要担心线程之间的同步。

这实际上比它需要的要严格一些。您需要的是波前算法。碰巧的是，Microsoft的 .NET Framework 并行编程示例包含一个ParallelExtensionsExtras项目，该项目包括波前算法的有效实现。这使用 .NET 4.0 或更高版本的任务并行库。

于 2013-11-09T21:18:03.967 回答