Mastering C++ Multithreading: Write robust, concurrent, and parallel applications

ویژگی های کلیدی

• در اصول چند رشته ای و همزمانی کاوش کنید و نحوه پیاده سازی آنها را بیابید
• کاوش در عملیات اتمی برای بهینه سازی عملکرد کد
• استفاده همزمان برای محاسبات توزیع‌شده و پردازش GPGPU

توضیحات کتاب

برنامه‌های چند رشته‌ای چندین رشته را در یک محیط پردازنده اجرا می‌کنند و به توسعه‌دهندگان اجازه می‌دهد به همزمانی دست یابند. این کتاب به شما نکات دقیق مفاهیم چند رشته ای و همزمانی و نحوه به کارگیری موثر آنها را در C++ می آموزد.

که به سه ماژول تقسیم شده است، با مقدمه ای کوتاه بر اصول مفاهیم چند رشته ای و همزمانی شروع می کنیم. سپس نگاهی عمیق به نحوه عملکرد این مفاهیم در سطح سخت‌افزار و همچنین نحوه استفاده سیستم‌های عامل و چارچوب‌ها از این توابع سطح پایین می‌اندازیم.

در ماژول بعدی، شما در مورد نحوه استفاده از این توابع سطح پایین خواهید آموخت. پشتیبانی همزمان چند رشته ای و همزمان در C++ از زمان تجدید نظر در سال 2011، همگام سازی و ارتباط بین رشته ها، اشکال زدایی برنامه های C++ همزمان و بهترین شیوه های برنامه نویسی در C++ در دسترس است.

در ماژول نهایی، با اتمی آشنا خواهید شد. عملیات قبل از حرکت برای اعمال همزمانی برای پردازش توزیع شده و مبتنی بر GPGPU. پوشش جامع مفاهیم ضروری چند رشته ای به این معنی است که می توانید مفاهیم چند رشته ای را در حین کدنویسی در C++ به طور موثر اعمال کنید.

آنچه یاد خواهید گرفت

• در جزئیات چگونه سیستم عامل های مختلف در حال حاضر چند رشته ای را پیاده سازی می کنند
• هنگام طراحی یک برنامه جدید، بهترین API های چند رشته ای را انتخاب کنید
• استفاده از mutexes، قفل های چرخشی و سایر مفاهیم همگام سازی را کاوش کنید و ببینید که چگونه به صورت ایمن انتقال داده ها بین رشته ها
• درک سطح پشتیبانی API ارائه شده توسط زنجیره های مختلف C++
• حل مشکلات رایج در کدهای چند رشته ای و شناسایی مشکلات رایج با استفاده از ابزارهایی مانند Memcheck، CacheGrind، DRD، Helgrind ، و بیشتر
• ماهیت عملیات اتمی را کشف کنید و درک کنید که چگونه می توانند در بهینه سازی کد مفید باشند
• پیاده سازی یک برنامه چند رشته ای در یک محیط محاسباتی توزیع شده
• طراحی یک برنامه GPGPU مبتنی بر C++ که از multithreading استفاده می کند

Maya Posch یک مهندس نرم افزار حرفه ای و متخصص الکترونیک، رباتیک و هوش مصنوعی است که شرکت توسعه نرم افزار خود، Nyanko را اداره می کند. دوست خوب او Trevor Purdy، جایی که او در پروژه های مختلف بازی سازی و برخی از پروژه های غیر بازی کار می کند. جدای از این، او مشاغل آزاد مختلفی را برای شرکت های سراسر جهان انجام می دهد. برای اطلاعات بیشتر در مورد کار می‌توانید از نمایه لینکدین او دیدن کنید.

علاوه بر نوشتن نرم‌افزار، او دوست دارد با معادلات بازی کند و رمان بنویسد، مانند تصور دوباره‌اش از داستان کلاسیک نینتندو، Legend of Zelda: Ocarina of Time، و رمان بقا-ترسناکی که او اخیراً شروع کرده است، Viral Desire. می‌توانید مشخصات Scribd او را برای فهرست کامل نوشته‌هایش بررسی کنید.

مایا همچنین به بیوشیمی، رباتیک، و مهندسی معکوس بدن انسان علاقه‌مند است. برای اطلاعات بیشتر در مورد او، به وبلاگ او، Artificial Human مراجعه کنید. به نظر می‌رسد اگر چیزی کم ندارد، باید جاه‌طلبی محض باشد.

فهرست محتوا

1. بازبینی چند رشته‌ای
2. پیاده‌سازی چند رشته‌ای روی پردازنده و سیستم عامل
3. C++ Multithreading API
4. همگام سازی و ارتباط رشته
5. رشته ها و موارد اولیه C++
6. اشکال زدایی کدهای چند رشته ای
7. بهترین روش ها
8. عملیات اتمی: کار با سخت افزار
9. چند نخی با محاسبات توزیع شده
10. چند نخی با GPGPU</ ol>

Key Features

• Delve into the fundamentals of multithreading and concurrency and find out how to implement them
• Explore atomic operations to optimize code performance
• Apply concurrency to both distributed computing and GPGPU processing

Book Description

Multithreaded applications execute multiple threads in a single processor environment, allowing developers achieve concurrency. This book will teach you the finer points of multithreading and concurrency concepts and how to apply them efficiently in C++.

Divided into three modules, we start with a brief introduction to the fundamentals of multithreading and concurrency concepts. We then take an in-depth look at how these concepts work at the hardware-level as well as how both operating systems and frameworks use these low-level functions.

In the next module, you will learn about the native multithreading and concurrency support available in C++ since the 2011 revision, synchronization and communication between threads, debugging concurrent C++ applications, and the best programming practices in C++.

In the final module, you will learn about atomic operations before moving on to apply concurrency to distributed and GPGPU-based processing. The comprehensive coverage of essential multithreading concepts means you will be able to efficiently apply multithreading concepts while coding in C++.

What you will learn

• Deep dive into the details of the how various operating systems currently implement multithreading
• Choose the best multithreading APIs when designing a new application
• Explore the use of mutexes, spin-locks, and other synchronization concepts and see how to safely pass data between threads
• Understand the level of API support provided by various C++ toolchains
• Resolve common issues in multithreaded code and recognize common pitfalls using tools such as Memcheck, CacheGrind, DRD, Helgrind, and more
• Discover the nature of atomic operations and understand how they can be useful in optimizing code
• Implement a multithreaded application in a distributed computing environment
• Design a C++-based GPGPU application that employs multithreading

About the Author

Maya Posch is a software engineer by trade and a self-professed electronics, robotics, and AI nut, running her own software development company, Nyanko, with her good friend, Trevor Purdy, where she works on various game development projects and some non-game projects. Apart from this, she does various freelance jobs for companies around the globe. You can visit her LinkedIn profile for more work-related details.

Aside from writing software, she likes to play with equations and write novels, such as her awesome reimagining of the story of the Nintendo classic, Legend of Zelda: Ocarina of Time, and the survival-horror novel she recently started, Viral Desire. You can check out her Scribd profile for a full listing of her writings.

Maya is also interested in biochemistry, robotics, and reverse-engineering of the human body. To know more about her, visit her blog, Artificial Human. If there's anything she doesn't lack, it has to be sheer ambition, it seems.

Table of Contents

1. Revisiting multithreading
2. Multithreading implementation on the processor and OS
3. C++ Multithreading APIs
4. Thread synchronization and communication
5. Native C++ threads and primitives
6. Debugging multi-threaded code
7. Best Practices
8. Atomic operations: working with the hardware
9. Multithreading with distributed computing
10. Multithreading with GPGPU