C# 管理许多重复的CPU密集型任务，并行运行？

我需要尽可能快地不断执行20次重复的CPU密集型计算。因此，在中有20个任务包含循环方法：

while(!token.IsCancellationRequested) 

尽可能快地重复它们。所有计算均同时执行。不幸的是，这使程序没有响应，因此添加：

await Task.Delay(15); 

此时程序不会挂起，但增加延迟不是正确的方法，它不必要地降低了计算速度。它是没有MVVM的WPF程序。您建议采用什么方法使所有20项任务同时工作？每一个都将在完成后不断重复。我想保持CPU（所有核心）利用率在最大值（或接近），以确保最佳效率

编辑： 有20个控件，用户可以在其中调整一些参数。计算过程如下：

private async Task Calculate()
{
   Task task001 = null;
   task001 = Task.Run(async () => 
   {
      while (!CTSFor_task001.IsCancellationRequested)
      {
          await Task.Delay(15);
          await CPUIntensiveMethod();
      }
   }, CTSFor_task001.Token);
}

每个控件都是独立的。计算100%受CPU限制，无I/O活动。（所有值均来自变量）在计算过程中，某些UI项的值会发生更改：

 this.Dispatcher.BeginInvoke(new Action(() =>
     {
          this.lbl_001.Content = "someString";
     }));

---

正如@Luaan所说，我强烈建议大家阅读

async

/

wait

，关键是它不会引入任何并行性

我认为您正在尝试做的事情与下面的简单示例类似，您在线程池上启动

CPUIntensiveMethod

，并等待其完成

Wait

从

Calculate

方法返回控制（允许UI线程继续工作），直到任务完成，此时它继续执行

while

循环

private async Task Calculate()
{
   while (!CTSFor_task001.IsCancellationRequested)
   {
       await Task.Run(CPUIntensiveMethod);
   }   
}

---

让我把整件事写下来作为回答。您混淆了两个相关但最终分离的概念（谢天谢地，这就是为什么您可以从这种区别中获益）。请注意，这些是我对这些概念的定义——你会听到相同事物有很多不同的名称，反之亦然

异步性是关于打破强加的操作同步性（即，op1等待op2，op3，op4…）。对我来说，这是一个更一般的概念，但现在它更常用于我所说的“内在异步性”——即算法本身是异步的，我们之所以使用同步编程，是因为我们必须这样做（多亏了

wait

和

async

，我们不再需要了，耶！）

这里的关键思想是等待。我无法在CPU上执行任何操作，因为我正在等待I/O操作的结果。这种异步编程基于这样一种思想：异步操作几乎没有CPU—它们受I/O限制，而不是CPU限制

并行性是一种特殊的通用异步性，在这种异步性中，操作并不主要等待彼此。换句话说，我不是在等待，而是在工作。如果我有四个CPU核，理想情况下我可以使用四个计算线程来进行这种处理——在理想情况下，我的算法将随着可用核的数量线性扩展

使用异步（等待），无论可用逻辑核的数量如何，使用更多线程都可以提高明显的速度。这是因为99%的时间里，代码实际上没有做任何工作，它只是等待

使用并行（工作），使用更多线程直接与可用工作内核的数量挂钩

线条模糊了很多。这是因为你可能甚至不知道正在发生的事情，例如CPU（以及整个计算机）本身是难以置信的异步的——它所显示的明显的同步性只允许你同步地编写代码；所有优化和异步性都受到以下事实的限制：在输出时，所有内容都是同步的。如果每次执行

i++

，CPU都必须等待来自内存的数据，那么CPU是在3 GHz还是100 MHz下运行并不重要。你令人敬畏的3 GHz CPU将在99%的时间里处于空闲状态

因此，您的计算任务受CPU限制。它们应该使用并行性来执行，因为它们正在工作。另一方面，UI是I/O绑定的，它应该使用异步代码

实际上，您的

async Calculate

方法所做的只是掩盖了一个事实，即它实际上并不是天生异步的。相反，您希望将其异步运行到I/O

换句话说，它不是异步的

Calculate

方法。正是UI希望它与自身异步运行。删除所有的

任务。从那里运行
杂乱，它不属于你

下一步怎么办？这取决于您的用例。基本上有两种情况：

您希望任务始终在后台自始至终运行。在这种情况下，只需为它们中的每一个创建一个线程，并且根本不使用
Task
。您可能还想探索一些选项，如生产者-消费者队列等，以优化不同可能计算任务的实际运行时间。实际实现与您实际处理的内容紧密相关

或者，您希望在UI操作上启动任务，然后在结果准备就绪时启动它们的UI方法中使用结果值。在这种情况下，
wait
终于开始播放：

private btn_Click(object sender, EventArgs e)
{
  var result = await Task.Run(Calculate);

  // Do some (little) work with the result once we get it
  tbxResult.Text = result;
}

实际上，
async
关键字在代码中根本没有位置

希望这一点现在更清楚，请随意提出更多问题。
因此，您实际上寻求的是澄清一种良好做法，以最大限度地提高性能，同时保持UI的响应性。正如Luaan所阐明的，您的提案中的
async
和
wait
部分对您的问题没有好处，
Task.Run
不适合您的工作；使用线程是一种更好的方法

定义一个线程数组，在每个逻辑处理器上运行一个线程。