آموزش برنامه نویسی همگام و موازی: طراحی اپلیکیشن

سرفصل ها و درس ها

درک خطرات همزمانی Understanding the Dangers of Concurrency

• مقدمه و دستور کار Introductions and Agenda

• مشکلات همزمانی The pitfalls of concurrency

• صحت تضمین می کند: ایمنی، سرزندگی Correctness guarantees: safety, liveness

• اصطلاحات: شرایط مسابقه، بخش های بحرانی Terminology: race conditions, critical sections

• شرایط مسابقه شامل منابع مشترک Race conditions involving shared resources

• نسخه آزمایشی 1: موازی کردن یک برنامه جستجوی فایل Logfile Demo 1: parallelizing a Logfile Search app

• نسخه ی نمایشی 1: طرح کد منبع Demo 1: source code layout

• دمو 1: از ترتیبی به موازی Demo 1: from sequential to parallel

• نسخه ی نمایشی 1: خلاصه ای از چرایی خرابی Demo 1: summary of why it's broken

• حل شرایط مسابقه --- یک نمای کلی Solving race conditions --- an overview

• راه حل 1: قفل کردن Solution 1: locking

• نسخه ی نمایشی 2: راه حل با استفاده از قفل Demo 2: solution using locking

• راه حل 2: به هم پیوستن Solution 2: interlocking

• نسخه ی نمایشی 3: راه حل با استفاده از قفل کردن Demo 3: solution using interlocking

• راه حل 3: بدون قفل Solution 3: lock-free

• نسخه ی نمایشی 4: راه حل بدون قفل Demo 4: lock-free solution

• خطر اشیاء مشترک The danger of shared objects

• Thread-safety و راه حل هایی برای اشیاء مشترک Thread-safety and solutions to shared objects

• نسخه ی نمایشی 5: استفاده از اشیاء ایمن برای موضوع Demo 5: using thread-safe objects

• اصول اولیه همگام سازی Synchronization primitives

• ساختارهای داده همزمان: مجموعه های ایمن رشته ای The concurrent data structures: thread-safe collections

• درس های اجرا... Performance lessons...

• نسخه ی نمایشی 6: بهبود عملکرد Demo 6: improving performance

• خلاصه و مراجع Summary and References

مدل اجرا و انواع موازی سازی Execution Model and Types of Parallelism

• مقدمه و دستور کار Introductions and Agenda

• وظایف: نقش توسعه دهنده در مقابل نقش .NEt Tasks: developer's role vs. .NEt's role

• مدل اجرا: نمای سطح بالا Execution model: high-level view

• دانه بندی کار: چقدر سبک است؟ Task granularity: just how lightweight?

• مدل اجرا: وظایف در مقابل نخ ها در مقابل هسته ها Execution model: tasks vs. threads vs. cores

• برنامه ریزی کار سفارشی Custom task scheduling

• مشاهدات اضافی در مورد زمانبندی کار Additional observations regarding task scheduler

• کار دزدی در جزئیات Work-stealing in detail

• دو فرض مهم: کوتاه مدت، ترتیب تصادفی Two important assumptions: short-lived, random order

• گزینه Fairness برای اجرای وظایف به ترتیب Fairness option to execute tasks in order

• گزینه LongRunning برای وظایف> 1-2 ثانیه LongRunning option for tasks > 1-2 seconds

• دمو 1: اجرای 100 کار طولانی مدت Demo 1: executing 100 long-running tasks

• نسخه ی نمایشی 1: تلاش برای راه حل با رفتار پیش فرض Demo 1: solution attempt with default behavior

• نسخه ی نمایشی 1: تلاش برای راه حل با گزینه طولانی مدت Demo 1: solution attempt with long-running option

• راه حلی برای 100 کار طولانی مدت Solution for 100 long-running tasks

• نسخه ی نمایشی 2: راه حل مناسب در عمل Demo 2: proper solution in action

• Parallel.For = راه حل مختصرتر Parallel.For = more concise solution

• انواع موازی سازی Types of Parallelism

• موازی سازی داده ها Data parallelism

• موازی کاری Task parallelism

• موازی جریان داده Dataflow parallelism

• به طرز شرم آور موازی Embarrassingly parallel

• پشتیبانی از TPL برای انواع موازی TPL support for parallelism types

• Parallel.For, .Foreach, .Invoke Parallel.For, .Foreach, .Invoke

• موازی سازی ساختار یافته (چنگال-پیوستن). Structured (fork-join) parallelism

• نسخه آزمایشی 3: نمای کلی برنامه Mandelbrot Demo 3: Mandelbrot app overview

• نسخه ی نمایشی 3: نسخه متوالی Demo 3: sequential version

• نسخه ی نمایشی 3: Parallel.For نسخه Demo 3: Parallel.For version

• پارتیشن بندی داده ها Data partitioning

• پارتیشن بندی داده های سفارشی Custom data partitioning

• مدیریت استثنا با کلاس Parallel Exception handling with Parallel class

• بیرون آمدن از یک حلقه موازی Breaking out of a Parallel loop

• لغو یک حلقه موازی Cancelling a Parallel loop

• نسخه ی نمایشی 4: برنامه Mandelbrot با لغو Demo 4: Mandelbrot app with cancellation

• خلاصه و مراجع Summary and References

طرح ها و الگوهای برنامه نویسی موازی Designs and Patterns for Parallel Programming

• مقدمه و دستور کار Introductions and Agenda

• مشکل طراحی 1: 100+ عملیات فشرده CPU Design Problem 1: 100+ CPU-intensive operations

• مشکل طراحی 2: دانلود بیش از 20 صفحه وب Design Problem 2: download 20+ web pages

• مشکل طراحی 3: وظیفه ثبت برنامه Design Problem 3: application logging task

• الگوهای موازی --- فهرست اصلی Parallel Patterns --- master list

• الگوی خط لوله Pipeline pattern

• الگوی جریان داده Dataflow pattern

• افزایش موازی در خط لوله و جریان داده Increasing parallelism in pipeline and dataflow

• ساختارهای داده همزمان --- فهرست اصلی Concurrent Data Structures --- master list

• ConcurrentQueue T ConcurrentQueue T

• نسخه آزمایشی 1: مروری بر برنامه داده کاوی Netflix Demo 1: overview of Netflix data mining app

• نسخه آزمایشی 1: نمای کلی راه حل موازی (v1) Demo 1: overview of parallel solution (v1)

• دمو 1: پیاده سازی با ConcurrentDictionary T Demo 1: implementation with ConcurrentDictionary T

• نسخه ی نمایشی 1: نتایج Demo 1: results

• الگوی تولید کننده-مصرف کننده Producer-Consumer pattern

• پیاده سازی تولید کننده-مصرف کننده با BlockingCollection T Implementation of Producer-Consumer with BlockingCollection T

• نسخه ی نمایشی 2: راه حل Netflix با استفاده از تولید کننده-مصرف کننده (v2) Demo 2: Netflix solution using Producer-Consumer (v2)

• نسخه ی نمایشی 2: نتایج Demo 2: results

• الگوی MapReduce MapReduce pattern

• پیاده سازی MapReduce Implementing MapReduce

• نسخه ی نمایشی 3: نتفلیکس با استفاده از MapReduce Demo 3: Netflix using MapReduce

• نسخه ی نمایشی 3: نتایج Demo 3: results

• LINQ موازی (PLINQ) Parallel LINQ (PLINQ)

• نسخه ی نمایشی 4: نتفلیکس با PLINQ Demo 4: Netflix with PLINQ

• الگوی اجرای گمانه زنی Speculative Execution pattern

• APM: الگوی مدل برنامه‌نویسی ناهمزمان APM: Asynchronous Programming Model pattern

• نمونه APM ورودی/خروجی فایل async APM example of async file I/O

• نسخه آزمایشی 5: تاریخچه سهام با اجرای سوداگرانه و APM Demo 5: Stock History with Speculative Execution and APM

• چالش طراحی ورودی/خروجی موازی Parallel I/O design challenge

• خلاصه و مراجع Summary and References