多个分离株与一个分离株

Question

隔离如何分布在 CPU 核心上

在 Dart 中，您可以同时运行多个隔离，但我尚未找到使用隔离的指南或最佳实践。

我的问题是，同时运行的isolate 数量会如何影响整体CPU 使用率和性能，以及使用少量isolate（甚至仅一个）是否更好。

Answer 1

每一个线程一个隔离

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一个隔离占用一个平台线程 -在调试具有多个隔离的 Dart/Flutter 应用程序时，您可以在VSCode的“调用堆栈”窗格中观察每个隔离创建的线程。如果感兴趣的工作负载允许并行性，您可以通过隔离获得巨大的性能提升。

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请注意，Dart 显式抽象了实现细节，并且文档避免了隔离及其内在的调度细节。

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隔离数 = \xc2\xb1 CPU 核心数

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根据经验确定隔离/线程的数量时，您可以将核心数量作为初始值。您可以import \'dart:io\';使用该Platform.numberOfProcessors属性来确定核心数量。不过，需要进行微调实验来看看哪个数字更有意义。有很多因素会影响最佳线程数：

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1. CPU 中存在同步多线程 (SMT)，例如 Intel 超线程
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2. 指令级并行性 (ILP) 和为您的代码生成的特定机器代码
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3. CPU架构
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4. 移动/智能手机场景与桌面 - 例如，英特尔 CPU 具有相同的内核，节流倾向较小。智能手机具有高效和高性能的核心，它们很容易慢跑，创建无数的线程可能会导致更糟糕的结果，因为操作系统会减慢代码速度。
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例如，对于我的一个 Flutter 应用程序，它使用多个隔离区来并行化文件处理，我根据经验得出以下代码段，用于确定要创建的隔离区的数量：

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var numberOfIsolates = max(Platform.numberOfProcessors - 2, 2)\n

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隔离不是线程

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isolate 提供的模型比标准线程模型建议的限制要严格得多。

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隔离不共享内存 ， 线程可以读取彼此的变量。存在技术例外，例如，由于 Flutter 2.5.0 隔离使用一个堆，因此存在跨隔离共享的不可变类型的例外，例如字符串 - 尽管它们是实现细节并且不会改变概念。

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Isolates communicate only via messages 与 线程中的大量同步原语（临界区、锁、信号量、互斥体等）相比。

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明显的权衡是，隔离不容易出现多线程编程问题（棘手的错误、调试、开发复杂性），但提供的并行性实现功能较少。

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在 Dart/Flutter 中，只有 2 种方法可以使用 Isolates：

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1. 低级别、Dart 风格 - 使用 Isolate 类生成单独的隔离区、设置用于消息传递的发送/接收端口、代码入口点。
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2. 更高层次Compute辅助函数 - 它获取输入参数，创建具有定义入口点的新隔离，处理输入并提供单个结果 - 不是来回通信、事件流等、请求响应模式。
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请注意，在 Dart/Flutter SDK 中，没有并行 API，例如 .NET 中的任务并行库 (TPL)，它提供了多核 CPU 优化的 API 来在多个线程上处理数据，例如并行对集合进行排序。大量算法可以从使用线程的并行性中受益，但对于没有共享内存的隔离模型来说是不可行的。此外，没有隔离池，一组隔离启动并运行并等待传入​​任务（我必须自己创建一个https://pub.dev/packages/isolate_pool_2）。

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PS： SMT、ILP等对多线程性能的影响可以通过以下CPU基准测试来观察（https://play.google.com/store/apps/details?id=xcom.saplin.xOPS） - 例如，人们可以看到，就进行计算的多个多线程而言，通常存在最佳点。它大于核心数。例如，在我的具有 6 个内核和每个 CPU 12 个线程的英特尔 i7 第八代 MacBook 上，当线程数约为内核数的 4 倍时，观察到最佳性能。

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