C#で非同期とマルチスレッドを使う方法 with IronBarcode

IronBarcodeの非同期処理とマルチスレッド処理では、バーコード読み取り性能の最適化が異なります。非同期処理ではI/O処理中にメインスレッドがブロックされるのを防ぎ、マルチスレッド処理ではCPUコア間で複数のバーコードを同時に処理します。

開発者はしばしばAsyncとMultithreading操作を混同します。 どちらの手法も、システムリソースの利用を最適化し、実行時間を短縮することで、プログラムのパフォーマンスと効率を高めます。しかし、アプローチ、メカニズム、使用例が異なります。 IronBarcodeは両方のアプローチをサポートしています。 この記事では、IronBarcodeを使用したそれぞれの違いや実装について説明します。

クイックスタート: 非同期&マルチスレッドバーコード読み取り例

このワンラインの例を使用して、即座にIronBarcodeで開始できます。 非同期読み取りとマルチスレッドオプションを組み合わせて、最小限の設定で複数のバーコード画像を並行してスキャンする方法を示しています。

IronBarcodeで非同期にBarCodeを読み取るには？ 非同期読み取りにより、長時間またはブロッキング操作がメインスレッドの実行をブロックせずに進行できるようになります。 C#では、非同期機能をサポートするメソッドで`async`と`await`キーワードを使用します。 このアプローチは、追加のスレッドを作成するのではなく、現在のスレッドを解放します。 メインスレッドはタスクを開始し管理しますが、1つのタスクだけに専念するわけではありません。 メインスレッドは、非同期メソッドに関与する必要があるときに戻り、不要なときに他のタスクを処理するために解放されます-ファイルの読み取り/書き込みやネットワーク要求のようなI/Oバウンドタスクに特に便利です。 バーコードの読み取りを例に考えてみましょう。 プロセスには以下が含まれます： - ファイルの読み取り - 読み取りオプションの適用 - バーコードのデコード ファイル読み取り中に、メインタスクが解放されることがあります。 これは、[バーコードを読むチュートリアル](https://ironsoftware.com/csharp/barcode/tutorials/reading-barcodes/)で示したように、複数の画像ファイルや大きなPDFを使用するシナリオに役立ちます。 ReadAsync と ReadPdfAsync メソッドを使用して、それぞれ画像と PDF ドキュメントのバーコードを非同期に読み取ります。 非同期処理を実装する前に、[プロジェクトにNuGet](https://ironsoftware.com/csharp/barcode/get-started/advanced-installation-nuget/)経由でIronBarcodeをインストールしていることを確認してください。 ```csharp :path=/static-assets/barcode/content-code-examples/how-to/async-multithread-async.cs ``` 上のコードスニペットはIronBarcodeによって非同期に読み込まれる画像パスのリストをインスタンス化しています。 画像を読み取るには、`BarcodeReader`クラスの`ReadAsync`メソッドを使用します。 `imagePaths`と読み上げオプションを指定してください。 高度な設定オプションについては、[BarCodeリーダー設定](https://ironsoftware.com/csharp/barcode/examples/barcode-reader-settings-csharp/)のガイドを参照してください。 この非同期操作メソッドは、同じクラス内の`ReadPdfAsync`を通じて、PDF文書内のBarCodeを読み取るためにも利用できます。 特定のPDF読み取り設定については、[PDFバーコードリーダー設定ガイド](https://ironsoftware.com/csharp/barcode/examples/pdf-barcode-reader-settings-csharp/)を参照してください。 ### 通常のメソッドよりも非同期読み取りを使用するのはいつですか? 非同期読み上げは、いくつかのシナリオで優れています： 1.**GUIアプリケーション**：UI応答性を必要とするWindowsフォームまたはWPFアプリケーション。 Asyncは、バーコードスキャン中のインターフェイスのフリーズを防ぎます。 2.**Webアプリケーション**：ASP.NETアプリケーションは、特にアップロードされたバーコード画像を処理するときに、スレッドをブロックすることなく複数の同時リクエストを処理します。 3.**バッチ処理**: 複数の BarCode イメージや PDF を連続して読み取り、I/O 操作中に他のタスクを実行できるようにします。 4.**ネットワーク操作**：[read barcodes from URL asynchronously example](https://ironsoftware.com/csharp/barcode/examples/csharp-read-barcode-from-url-asynchronous/) で示したように、リモート ソースまたは URL から BarCode を読み取ります。 ### なぜ非同期読み取りはアプリケーションの応答性を向上させるのですか? 非同期読み取りは、I/Oバウンド操作中にメインスレッドを解放することによって応答性を向上させます。 IronBarcodeがディスクからイメージファイルを読み込んだり、PDFを処理するとき、スレッドはアイドル待機しません。 その代わり、ユーザー入力への応答やリクエストの処理など、その他のタスクを処理します。 これは、特に次のような場合に顕著です： - 読み込みに時間がかかる大きな画像ファイル - バーコードを含む複数ページのPDF - ネットワークベースの画像ソース - バーコード検出の前に[画像補正フィルタ](https://ironsoftware.com/csharp/barcode/how-to/image-correction/)を必要とするシナリオ ### 非同期バーコード読み取りを使用するときの一般的な落とし穴は何ですか? 非同期の BarCode 読み取りを実装する場合は、以下の一般的な問題に注意してください： 1.**デッドロック**：UI コンテキストの非同期メソッドの `Result` や `Wait()` は避けてください。 コールチェーン全体を通して、常に`await`を使用してください。 2.**例外処理**：非同期メソッド内の例外は期待どおりに伝播しない可能性があるため、try-catch ブロックで非同期呼び出しをラップしてください。 3.**コンテキスト切り替え**：元の同期コンテキストに戻る必要がない場合は、`ConfigureAwait(false)`の使用を検討してください。 4.**パフォーマンスの誤解**：非同期は個々の操作を高速化しない； アプリケーションの応答性が向上します。 複数の画像によるスピードアップのために、マルチスレッドを検討してください。 非同期関連の問題のトラブルシューティングについては、[BarCode認識トラブルシューティングガイド](https://ironsoftware.com/csharp/barcode/troubleshooting/barcode-not-recognized/)を参照してください。 ## マルチスレッド バーコード読み取りを有効にするにはどうすればよいですか? 非同期操作とは異なり、マルチスレッドは、複数のスレッドにまたがって単一のプロセスを同時に実行します。 マルチスレッドは、単一のスレッドで逐次実行する代わりに、タスクを複数のスレッドに分割して同時実行します。 マルチスレッドには複数のCPUコアが必要で、これらのコアは独立してスレッドを実行します。 非同期操作と同様に、マルチスレッドはアプリケーションのパフォーマンスと応答性を向上させます。 IronBarcodeでは、`Multithreaded`プロパティを設定し、`BarcodeReaderOptions`で`MaxParallelThreads`を使用して同時実行の最大コアを指定することで、マルチスレッドを有効にします。 デフォルトの `MaxParallelThreads` 値は 4 で、使用可能な CPU コアによって調整可能です。 最適なパフォーマンス設定については、[読書速度オプションガイド](https://ironsoftware.com/csharp/barcode/how-to/reading-speed-options/)を参照してください。

ご注意使用可能なコアを見つけるには、タスク マネージャー -> パフォーマンス タブ -> CPU をクリックします。 "コア"フィールドには数が表示されます。

```cs :path=/static-assets/barcode/content-code-examples/how-to/async-multithread-multithread.cs ``` ### どの程度のパフォーマンス向上が期待できますか? 2つのサンプル画像を読み取り、通常操作、非同期操作、マルチスレッド操作の読み取り時間を比較してみましょう。 #### サンプル画像

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通常の読み取り	非同期読み取り	マルチスレッド読み取り（4コア）
01.75秒	01.67秒	01.17秒

この比較では、非同期読み取りとマルチスレッド読み取りによってパフォーマンスが大幅に向上することが示されています。 マルチスレッディングは、通常の読み取りと比較して約33％の改善をもたらし、非同期は約5％の改善をもたらします。 しかし、これらの業務は、目的やアプローチが異なります。 アプリケーションの要件に最も適したアプローチを選択してください。 パフォーマンスの向上は、以下によって異なります： - 処理画像数 - 画像の複雑さとバーコードの品質 - 使用可能なCPUコア - その他のシステムリソース 1つのドキュメントに複数の BarCode がある場合は、[Read Multiple Barcodes](https://ironsoftware.com/csharp/barcode/how-to/read-multiple-barcodes/) ガイドをご覧ください。 ### いつ非同期操作よりもマルチスレッドを選択すべきですか? マルチスレッドを選択する場合 1.**CPUバウンド操作**：複雑な画像フィルターや高解像度画像のような重い計算を伴う処理。 2.**バッチ処理**：複数の独立した画像を同時に処理する必要がある 3.**マルチコアシステム**：複数のCPUコアが利用可能なデプロイ環境 4.**パフォーマンスが重要**：生の処理速度はリソース効率に勝る 非同期処理を選択するのは、次のような場合です： 1.**I/Oバウンド操作**：ほとんどの時間は、ファイルを読んだり、ネットワークの応答を待ったりします。 2.**UIアプリケーション**：レスポンシブなユーザーインターフェースの維持は非常に重要です。 3.**限られたリソース**：限られたCPUコアのシステムで動作 4.**Webアプリケーション**: 複数の同時リクエストを効率的に処理する ### 最適な MaxParallelThreads 値はどのように決定しますか? 最適な MaxParallelThreads の値は、いくつかの要因に依存します： 1.**使用可能な CPU コア**: `Environment.ProcessorCount`をベースラインとして開始します。 2.**ワークロードの種類**：純粋な BarCode 読み取りには、使用可能なコアの 75% を使用します。 3.**システムリソース**：OSや他のプロセスのために余裕を持たせる 4.**テスト結果**: 特定のワークロードでベンチマークを行います。 最適な値を見つけるための実践的なアプローチをご紹介します： ```csharp int optimalThreads = Math.Max(1, Environment.ProcessorCount - 1); ``` 本番環境では、パフォーマンスを監視し、実際の使用パターンに基づいて調整します。 最大限のパフォーマンスを必要とするエンタープライズ展開には、[ライセンス キー構成](https://ironsoftware.com/csharp/barcode/get-started/license-keys/)の実装を検討してください。 完全なAPI機能については、[IronBarcode API Reference](https://ironsoftware.com/csharp/barcode/object-reference/api/)を参照してください。