บทที่ 13 การเพิ่มประสิทธิภาพการเขียนชุดคำสั่งใน VB.NET

เป็นภาคต่อของบทที่ 7

การเพิ่มประสิทธิภาพการเขียนชุดคำสั่งใน VB.NET

       1.  คลาส Stopwatch

          ในคลาส Stopwatch จะเป็นแหล่งรวมของเมธอดที่ใช้ในการจับเวลาการประมวลผลของซีพียูซึ่งจะบอกเป็นหน่วยมินลิวินาที โดยจะสามารถเข้าถึงหรือเรียกใช้เมธอด Start()  และ Stop() ซึ่งจะแจ้งผลค่าเวลาทางคุณสมบัติ ElapsedMilliseconds

ในคลาสนี้จะอยู่ในเนมสเปซ System.Diagnostics ดังนั้นการใช้งานจะต้องใช้คำสั่ง Import เข้ามาก่อน ซึ่งจะประกาศไว้ส่วนบนของคลาส

|1|  Imports System.Diagnostics

|2|  Public Class Form1

|3| 

|4|  End Class

          ในตัวอย่างต่อไปนี้จะเป็นการจับเวลาของคำสั่งการทำซ้ำ เช่น การทำซ้ำ 1 ล้านรอบเวลารวมคือกี่มินลิวินาทีนั้นคือความสามารถของซีพียูในการประมวลผล

          (1)  ให้อออกแบบหน้าจอ ส่วนชื่อของตัวควบคุมนั้นให้ใช้ค่าปริยายของตัวควบคุม ดังภาพ

(2)  ใช้คำสั่งทำซ้ำแบบ For ในการจับเวลาตามจำนวนรอบ จำนวนหนึ่งล้านรอบ โดยไม่มีคำสั่งอะไรในการประมวลผลในการวนรอบ สังเกตจำนวนเวลาที่วนรอบ

|1|  Imports System.Diagnostics

|2|  Public Class Form1

|3|      Private Sub Button1_Click(....) Handles Button1.Click

|4|          Dim objStopwatch As New Stopwatch

|5|          Dim i As Double

|6|          Dim s As String

|7|          objStopwatch.Start()

|8|          For i = 2 To 1000000

|9| 

|10|         Next

|11|         objStopwatch.Stop()

|12|         MsgBox(objStopwatch.ElapsedMilliseconds)

|13|     End Sub

|14|   End Class

บรรทัดที่ 1 คือการนำเข้าเนมสเปรช System.Diagnostics เพื่อให้เข้าถึงคลาส Stopwatch ได้
บรรทัดที่ 4 คือการสร้างตัวแปรออบเจ็กต์จากคลาส Stopwatch
บรรทัดที่ 7 คือเมธอดสำหรับสั่งให้เริ่มจับเวลา ณ ซีพียูเริ่มทำงาน
บรรทัดที่ 8 ถึง 10 คือการทำซ้ำแบบ For จำนวนหนึ่งล้านรอบโดยไม่มีชุดคำสั่งใดๆในคำสั่งนี้
บรรทัดที่ 11 คือ เมธอดสำหรับหยุดการจับเวลาการทำงานของซีพียู
บรรทัดที่ 12 คือ แสดงค่าเวลามีหน่วยเป็นมินลิวินาที ด้วยคุณสมบัติ ElapsedMilliseconds ทางกล่องข้อความ

(3)  เมื่อรันและแสดงผลจะได้ค่าเวลาซึ่งแต่ละเครื่องที่รันโปรแกรมอาจจะได้ผลที่ต่างกันบ้างเล็กน้อยตามแต่ความเร็วของซีพียู หน่วยเป็นมินลิวินาที ดังภาพ

(3)  จากนั้นให้เพิ่มการประมวลผลโดยในทุกรอบให้เก็บคำว่า “รักษ์เลย” ในบรรทัดที่ 9 เข้าไปทุกรอบ โดยการเพิ่มและแก้ไขคำสั่งในบรรทัดที่ 8 9 12 สังเกตจำนวนเวลาที่วนรอบ (อย่าลืมแก้ไขจำนวนรอบเป็นเพียง 10,000 รอบเท่านั้น มิฉะนั้นโปรแกรมอาจจะหยุดค้างได้) โดยเขียนโค้ดดังนี้

|1|  Imports System.Diagnostics

|2|  Public Class Form1

|3|      Private Sub Button1_Click(....) Handles Button1.Click

|4|          Dim objStopwatch As New Stopwatch

|5|          Dim i As Double

|6|          Dim s As String

|7|          objStopwatch.Start()

|8|          For i = 1 To 10000

|9|              s = s & "รักษ์เลย" & i & vbCrLf

|10|         Next

|11|         objStopwatch.Stop()

|12|         TextBox1.Text = s

|13|         MsgBox(objStopwatch.ElapsedMilliseconds)

|14|     End Sub

|15|  End Class

บรรทัดที่ 6 คือการประกาศตัวแปร S ชนิด String
บรรทัดที่ 9 คือการเชื่อมสตริงพร้อมตัดบรรทัดในทุกๆการวนรอบ

(4)  จากนั้นเมื่อรันโปรแกรมแล้วกดปุ่ม Test For จะมีการวนรอบคำว่า “รักษ์เลย” จำนวนหนึ่งหมึ่นแถวและแสดงจำนวนเวลาหน่วยเป็นมินลิวินาที ในที่นี้คือ 780 มินลิวินาที

(5)  หากนักศึกษาทดสอบการทำซ้ำจากหนึ่งหมื่นรอบเป็นหนึ่งแสนรอบจะเห็นการหยุดค้างของโปรแกรมในขณะที่ ซีพียูไม่สามารถประมวลผล Process อื่นได้ ด้วยปัญหานี้การเชื่อมสตริงโดยวิธีการทั่วไปจึงเกิดปัญหาเมื่อข้อมูลมีมากขึ้น ดังนั้น .NET จึงได้มีคลาส StringBuilder เพื่อแก้ปัญหาดังกล่าว

2.  คลาส StringBuilder

       การจะเรียกใช้คลาสนี้จะต้องนำเข้าเนมสเปรซ System.Text เข้ามาจึงจะสามารถใช้คลาส StringBuilder ได้ในตัวอย่างต่อไปนี้จะขอต่อเนื่องจากตัวอย่างที่ผ่านมาเป็นตัวทดสอบ

          (1) แก้ไขและเพิ่มคำสั่งในบรรทัดที่ 2  7  10  และ 13 ดังนี้

|1|  Imports System.Diagnostics

|2|  Imports System.Text

|3|  Public Class Form1

|4|      Private Sub Button1_Click(....) Handles Button1.Click

|5|          Dim objStopwatch As New Stopwatch

|6|          Dim i As Double

|7|          Dim s As new StringBuilder

|8|          objStopwatch.Start()

|9|          For i = 1 To 10000

|10|             s.AppendLine("รักษ์เลย" & i)

|11|         Next

|12|         objStopwatch.Stop()

|13|         TextBox1.Text = s.ToString

|14|         MsgBox(objStopwatch.ElapsedMilliseconds)

|15|     End Sub

|16|  End Class

(2)  จากนั้นเมื่อรันโปรแกรมแล้วกดปุ่ม Test For จะเห็นว่าในหนึ่งหมื่นรอบจะใช้เวลาเพียง 11 มินลิวินาทีเท่านั้น ซึ่งจากเดิมที่ใช้การเชื่อมต่อสตริงโดยทั่วไปจะใช้เวลาถึง 780 มินลิวินาที

(3)  ปรับจำนวนการวนรอบให้เท่ากับหนึ่งแสนรอบ หรือ หนึ่งล้านรอบสังเกตเวลาที่แสดงผลไม่แตกต่างกันมากนัก (เหตุที่มีความหน่วงอยู่เนื่องจากการส่งค่าตัวอักษรจำนวนหลายบรรทัดไปยัง Textbox จะต้องใช้เวลา)

2.  เมธอด DoEvents()

จะพบว่าการเขียนโปรแกรมหากมีการทำซ้ำโดยมีชุดคำสั่งที่ทำให้ซีพียูประมวลหนักๆ จะทำให้ซีพียูไม่ยอมทำงานอื่นใน Application นั้น (Not Responding) การแก้ไขปัญหานี้จะต้องใช้เมธอด Doevent() เพื่อสั่งให้ซีพียูยอมทำงานอื่นได้  แต่สำหรับการทำเช่นนี้จะพบกว่าระยะเวลาในการทำซ้ำจะมากขึ้น ดังนั้นการคิดกระบวนการแก้ไขปัญหา (Algorithm) แทนการใช้เมธอด DoEvent() จะเป็นสิ่งที่ดีกว่า

รูปแบบคือ   Application.DoEvents()

(1)  เพิ่มเมธอด DoEvents() เข้าไปในบรรทัดที่ 11  จากนั้นทดสอบโปรแกรมจะพบว่าโปรแกรมไม่หยุดค้าง ดังนี้

|1|  Imports System.Diagnostics

|2|  Imports System.Text

|3|  Public Class Form1

|4|      Private Sub Button1_Click(....) Handles Button1.Click

|5|          Dim objStopwatch As New Stopwatch

|6|          Dim i As Double

|7|          Dim s As new StringBuilder

|8|          objStopwatch.Start()

|9|          For i = 1 To 1000000

|10|             s.AppendLine("รักษ์เลย" & i)

|11|             Application.DoEvents()

|12|         Next

|13|         objStopwatch.Stop()

|14|         TextBox1.Text = s.ToString

|15|         MsgBox(objStopwatch.ElapsedMilliseconds)

|16|     End Sub

|17|  End Class

(2)  เมื่อรันโปรแกรมในการทำซ้ำหนึ่งล้านรอบ แล้วลงขยับฟอร์มขณะรันจะสั่งเกตว่าสามารถใช้งานได้ และสังเกตเวลาในการทำซ้ำที่เพิ่มขึ้น

3. การตรวจจับข้อผิดพลาด โดยคำสั่ง Try… Catch

          หากมีคำสั่งที่มีข้อผิดพลาด (Invalid) ในขณะที่รันโปรแกรมในเครื่องผู้ใช้จะทำให้โปรแกรมปิดตัวเองลงไปโดยอัตโนมัติ ซึ่งไม่ควรจะเกิดขึ้นในการพัฒนาโปรแกรม 

          (1)  จากตัวอย่างคือการส่งค่าสตริง ไปให้ integer ซึ่งไม่สามารถส่งค่าได้

(2)  จากเขียนคำสั่ง Try Catch เพื่อดักจับข้อผิดพลาด ดังนี้

(3)  จากนั้นรันโปรแกรมจะพบการแจ้งรายละเอียดข้อผิดพลาดซึ่งโปรแกรมก็ยังสามารถทำงานอื่นได้