آموزش همزمانی، Multithreading و محاسبات موازی در جاوا

سرفصل ها و درس ها

معرفی Introduction

• معرفی Introduction

### چند نخی ### ### MULTITHREADING ###

• بخش Multithreading Multithreading section

نظریه چند رشته ای Multithreading Theory

• معرفی فرآیندها و موضوعات Processes and threads introduction

• الگوریتم زمان برش چیست؟ What is time-slicing algorithm?

• مزایای چند رشته ای Benefits of multithreading

• جنبه منفی Multithreading Downside of multithreading

• چرخه عمر نخ Thread lifecycles

• آزمون تئوری چند رشته ای Multithreading Theory Quiz

دستکاری نخ ها Threads Manipulation

• پردازش متوالی Sequential processing

• موضوعات شروع - قابل اجرا Starting threads - Runnable

• موضوعات شروع - کلاس موضوع Starting threads - Thread class

• رابط قابل اجرا و کلاس Thread Runnable interface and Thread class

• صبر کنید تا رشته ها تمام شوند - بپیوندید Wait for threads to finish - join

• موضوعات شبح و موضوعات کاربر Daemon threads and user threads

• اولویت موضوع و زمانبندی موضوع جاوا Thread priority and Java Thread Scheduler

• آزمون دستکاری موضوعات Threads Manipulation Quiz

ارتباطات بین رشته ای Inter-Thread Communication

• مدیریت حافظه رشته ها Memory management of threads

• هماهنگ سازی Synchronization

• مشکلات همگام سازی Problems with synchronization

• قفل کردن با اشیاء سفارشی Locking with custom objects

• قفل های ورود مجدد چیست؟ What are re-entrant locks?

• صبر کنید و اطلاع دهید Wait and notify

• تفاوت انتظار و خواب چیست؟ What is the difference between wait and sleep?

• تولید کننده و مصرف کننده Producer and consumer

• قفل Locks

• مصرف کننده تولید کننده با قفل Producer consumer with locks

• قفل و هماهنگ سازی Locks and synchronization

• مسابقه ارتباط بین رشته ای Inter-Thread Communication Quiz

مفاهیم چند رشته ای Multithreading Concepts

• فرار Volatile

• توقف یک رشته Stopping a thread

• بن بست و زنده Deadlock and livelock

• مثال بن بست Deadlock example

• مثال Livelock Livelock example

• متغیرهای اتمی Atomic variables

• سمافورها چیست؟ What are semaphores?

• موتکس ها و سمافورها Mutexes and semaphores

• نمونه سمافورها Semaphores example

• موتکس و سمافور باینری Mutex and binary semaphore

• مسابقه مفاهیم چند رشته ای Multithreading Concepts Quiz

ایجاد Thread با Executors Creating Threads with Executors

• چرا از استخرهای نخ استفاده کنیم؟ Why to use thread pools?

• مثال اجرایی - SingleThreadExecutor Executors example - SingleThreadExecutor

• مثال اجرایی - FixedThreadPools Executors example - FixedThreadPools

• مثال اجرایی - ScheduledExecutor Executors example - ScheduledExecutor

• توقف مجریان Stopping executors

• رابط Calable و شی Future چیست؟ What is a Callable interface and Future object?

• نمونه فراخوانی و آینده Callable and future example

• آزمون مجریان Executors Quiz

مجموعه های همزمان Concurrent Collections

• چارچوب مجموعه ها چیست؟ What is the collections framework?

• همگام سازی مجموعه ها Collections synchronization

• چفت Latch

• سد چرخه ای Cyclic barrier

• مسدود کردن صف Blocking queue

• صف تاخیر Delay queue

• صف اولویت دار Priority queue

• نقشه های همزمان Concurrent maps

• مبدل Exchanger

• CopyOnWriteArrays CopyOnWriteArrays

• مسابقه مجموعه های همزمان Concurrent Collections Quiz

تمرین چند رشته ای I - مسئله فیلسوفان غذاخوری Multithreading Exercise I - Dining Philosophers Problem

• مشکل فلاسفه ناهار خوری I - مشکل Dining philosophers problem I - the problem

• مسائل فیلسوفان ناهار خوری II - ثابت ها Dining philosophers problems II - constants

• مشکلات فیلسوفان ناهار خوری III - چاپستیک Dining philosophers problems III - chopstick

• مشکلات فیلسوفان ناهار خوری چهارم - فیلسوف Dining philosophers problems IV - philosopher

• مسائل فیلسوفان ناهار خوری V - شروع موضوعات Dining philosophers problems V - starting the threads

• مشکلات فیلسوفان ناهار خوری VI - اجرای شبیه سازی Dining philosophers problems VI - running the simulation

تمرین چند رشته ای II -مسئله کتابخانه دانش آموزان Multithreading Exercise II -Students Library Problem

• شبیه سازی کتابخانه دانشجویی I - مشکل Student library simulation I - the problem

• شبیه سازی کتابخانه دانشجویی II - ثابت Student library simulation II - constants

• شبیه سازی کتابخانه دانشجویی III - کتاب Student library simulation III - book

• شبیه سازی کتابخانه دانشجویی چهارم - دانشجو Student library simulation IV - student

• شبیه سازی کتابخانه دانشجویی V - lock() و tryLock() Student library simulation V - lock() and tryLock()

• شبیه سازی کتابخانه دانشجویی VI - اجرای شبیه سازی Student library simulation VI - running the simulation

### الگوریتم های موازی ### ### PARALLEL ALGORITHMS ###

• محاسبات موازی چیست؟ What is parallel computing?

موازی سازی Parallelization

• مقدمه مرتب سازی ادغام متوالی Sequential merge sort introduction

• اجرای مرتب سازی ادغام متوالی Sequential merge sort implementation

• ادغام مرتب سازی و تجسم حافظه پشته Merge sort and stack memory visualization

• اجرای مرتب سازی ادغام موازی Parallel merge sort implementation

• مقایسه زمان اجرا پیاده سازی های مرتب سازی ادغام Running time comparison of merge sort implementations

• مقدمه مسئله جمع Sum problem introduction

• مسئله جمع - رویکرد متوالی Sum problem - sequential approach

• مسئله جمع - اجرای موازی Sum problem - parallel implementation

• مقایسه زمان اجرای عملیات جمع Running time comparison of sum operations

• آزمون موازی سازی Parallelization Quiz

Fork-Join Framework Fork-Join Framework

• چارچوب Fork-join چیست؟ What is the Fork-join framework?

• چارچوب فورک-پیوستن مثال ساده - RecursiveAction Fork-join framework simple example - RecursiveAction

• تمرین - چاپ اعداد صحیح Exercise - printing integers

• راه حل - چاپ اعداد صحیح Solution - printing integers

• چارچوب فورک-پیوستن مثال ساده - RecursiveTask<T> Fork-join framework simple example - RecursiveTask<T>

• تمرین - اعداد فیبوناچی Exercise - Fibonacci-numbers

• راه حل - اعداد فیبوناچی Solution - Fibonacci-numbers

• بهینه سازی موضوع Thread optimization

• حداکثر یافته - الگوریتم Maximum finding - the algorithm

• حداکثر یافتن - اجرای برنامه Maximum finding - running the application

• مرتب سازی ادغام دوباره I Merge sort revisited I

• مرتب سازی ادغام مجدداً مشاهده شد II Merge sort revisited II

با استفاده از جاوا Stream API Using Java's Stream API

• Stream API چیست؟ What is the Stream API?

• جریان با اعداد Streams with numbers

• جریان با رشته Streams with strings

• مجموعه ها و جریان ها Collections and streams

• جریان با اشیاء سفارشی - قسمت 1 Streams with custom objects - part 1

• جریان با اشیاء سفارشی - قسمت 2 Streams with custom objects - part 2

• ورزش - فیلتر کردن Exercise - filtering

• راه حل - فیلتر کردن Solution - filtering

• تکرار خارجی و داخلی External and internal iteration

• پردازش فایل ها با استریم ها Processing files with streams

• اتصال کوتاه و همجوشی حلقه Short-circuiting and loop fusion

• map() و flatMap() map() and flatMap()

• تمرین - نقشه برداری Exercise - mapping

• راه حل - نقشه برداری Solution - mapping

• اختیاری و سایر مفاهیم مهم Optionals and other important concepts

• OptionalInt، OptionalFloat و OptionalDouble OptionalInt, OptionalFloat and OptionalDouble

• allMatch()، noneMatch()، findFirst() و findAny() allMatch(), noneMatch(), findFirst() and findAny()

• موازی سازی - مثال شماره 1 Parallelization - example #1

• موازی سازی - مثال شماره 2 Parallelization - example #2

• موازی سازی - مثال شماره 3 Parallelization - example #3

MapReduce و موازی سازی MapReduce and Parallelization

• مقدمه MapReduce - مبانی MapReduce introduction - basics

• مقدمه MapReduce - مثال MapReduce introduction - example

• MapReduce و Fork-Join MapReduce and Fork-Join

• امتحان MapReduce MapReduce Quiz

مواد درسی (دانلود) Course Materials (DOWNLOADS)

• مواد درسی Course materials