Visual Studio 2010 特性聚焦:分析和调试并行应用程序

  • Jonathan Allen
  • 朱永光

2008 年 10 月 30 日

话题:.NETIDE语言 & 开发架构

Visual Studio 2010 将为分析和调试并行应用程序带来一些新的功能。他们试图解决的一个主要问题是,在设计时的源代码和运行时代码之间存在的黑盒。在设计时,代码使用 PLINQ 或 Parallel.For 以声明的方式来表示;而当运行时,它又以独立线程的方式来表示。直到调试器介入之前,两层之间发生的事情都无法直接 地查看到。为了解决这个问题,微软打算把调试器的关注点提高到一个更高的抽象层次,称之为任务级。

若要理解它的工作方式,重点是要理解 PLINQ 和 Parallel.For 都是构建于任务并行库(Task Parallel Library)之上的。虽然这样说有点过于简单化,但人们可以把并行操作认为是一些任务集合,它们依次运行在线程集合之上。

为了看到现在 VS 里的任务发生的事 情,开发人员需要独立地检查每个线程。通过 VS 2010,一个新的窗口将直接显示任务。每个任务被显示为一个包含了它的调用堆栈和传入参数的信息框中。共享同一个调用堆栈的多个任务将会在同一个信息框 中列出。如果这些任务具有公共的基任务,但在调用堆栈中被进一步拆分,那么它们将使用单独的子信息框分别显示它们。

除了堆栈,人们还可以查看方法视图。这里关注的是一个给定方法,而不是关注它如何被调用,它通过父子信息框显示被选定方法调用了哪些方法,以及它被哪些方法调用。

一个独立的视图还显示了任务是如何与它创建的子任务相关联的。默认情况下它使用一个层级网格来显示诸如任务是否已经开始和它正在等待什么之类的信息。它还支持通过任意列进行分组和排序。

在分析功能上,新增了三个新的工具。第一个是一个跟踪器,用于显示每个处理单元(Core)的 CPU 使用情况。对于每个时间片,它用一个堆积条形图 来显示有多少处理单元被应用程序使用、空闲或被其他系统进程使用。这就允许开发人员可以快速地查看应用程序是否消耗了提供给它的所有资源。

第二个工具为每个线程显示了一条时间线。在任何给定 的时间点上,对于线程的调用堆栈和延时时间都可以显示出来。延时是按照特定的类型来分组的,例如代码在执行中、在等待锁中或在等待 IO 处理中。当使用类似 Parallel.For 这样的构造的时候,标记符将标明并行循环什么时候开始和结束。

第三个工具可以显示线程是如何映射到处理单元上的。它以时间线的方式来显示,人们能够快速地查看到用不同颜色来显示的线程如果在处理单元之前迁移的话,上下文切换是否太频繁。这非常重要,因为每次一个线程跳到不同的处理单元,就是使 CPU 中的高速缓存暂时无效的最好时机【译者注:这样可以充分利用高速缓存】。

Steve Teixeira、Daniel Moth 和 Sean Nordberg 在Channel 9 的视频中演示了这些特性。

查看英文原文:Visual Studio 2010 Feature Focus: Profiling and Debugging Parallel Applications

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