Details zum E-Book

Programowanie równoległe i asynchroniczne w C# 5.0

Programowanie równoległe i asynchroniczne w C# 5.0

Piotr Sybilski, Mateusz Warczak, Tomasz Dziubak, Rafał Pawłaszek, Dawid Borycki, Jacek Matulewski

E-book

Programowanie współbieżne - wykorzystaj w pełni moc procesorów!

  • Opanuj wątki, zadania i TPL
  • Poznaj sprytne rozwiązania z użyciem bibliotek DSS i CCR
  • Wejdź na wyższy poziom z Reactive Extensions i CUDAfy.NET

Programowanie współbieżne jest w dzisiejszych czasach absolutnym standardem, jedyną drogą pozwalającą w pełni wykorzystać moc wielordzeniowych procesorów, umieszczanych we współczesnych komputerach. Jednak nadal niewielu programistów potrafi poprawnie i efektywnie korzystać z tej technologii. Czas to zmienić!

Jeśli chcesz być naprawdę świetnym programistą C#, tworzącym aplikacje na platformę .NET, a do tej pory nie przestudiowałeś jeszcze porządnie kwestii współbieżności, pora to nadrobić. W tej książce znajdziesz informacje o podstawach tej technologii, takich jak wątki, a także o klasycznych pułapkach związanych z programowaniem współbieżnym. Kolejne rozdziały odkryją przed Tobą tajemnice zadań oraz bibliotek TPL. Poznasz również technologie DSS i CCR oraz dowiesz się co nieco na temat asynchroniczności. Potem przyjdzie kolej na omówienie technologii Reactive Extensions oraz biblioteki CUDAfy.NET, pozwalającej efektywnie wykorzystać karty graficzne do obliczeń niezwiązanych z grafiką. Odkryj zalety programowania równoległego!

  • Dla niecierpliwych: asynchroniczność i pętla równoległa
  • Wątki i zadania
  • Zmienne w aplikacjach wielowątkowych
  • Synchronizacja wątków, zadań i kontrolek interfejsu z zadaniami
  • Wątki i zadania a interfejs użytkownika
  • Dane w programach równoległych
  • Analiza aplikacji wielowątkowych. Debugowanie i profilowanie
  • Wstęp do CCR i DSS
  • Skalowalne rozwiązanie dla systemów rozproszonych na bazie technologii CCR i DSS
  • Wprowadzenie do Reactive Extensions. Zarządzanie sekwencjami zdarzeń
  • Współbieżność w Rx
  • Przykłady użycia technologii Rx w aplikacjach WPF
  • CUDA w .NET
  • Biblioteka TPL w WinRT
  • Dobre praktyki programowania aplikacji wielowątkowych

Zostań mistrzem programowania współbieżnego!

Wstęp (9)

Przedmowa (11)

Rozdział 1. Dla niecierpliwych: asynchroniczność i pętla równoległa (13)

  • Programowanie asynchroniczne. Operator await i modyfikator async (nowość języka C# 5.0 i platformy .NET 4.5) (13)
  • Klasa Parallel z biblioteki TPL (nowość platformy .NET 4.0) (19)
    • Równoległa pętla For (20)
    • Przerywanie pętli (22)

Rozdział 2. Wątki (25)

  • Monte Carlo (25)
  • Obliczenia bez użycia dodatkowych wątków (26)
  • Przeniesienie obliczeń do osobnego wątku (28)
  • Wątki, procesy i domeny aplikacji (30)
  • Usypianie bieżącego wątku (31)
  • Przerywanie działania wątku (Abort) (32)
  • Wstrzymywanie i wznawiane działania wątku (34)
  • Wątki działające w tle (35)
  • Zmiana priorytetu wątku (36)
  • Użycie wielu wątków i problemy z generatorem liczb pseudolosowych (36)
  • Pamięć lokalna wątku i bezpieczeństwo wątku (39)
  • Czekanie na ukończenie pracy wątku (Join) (40)
  • Sekcje krytyczne (lock) (43)
  • Przesyłanie danych do wątku (45)
  • Pula wątków (47)
  • Jeszcze raz o sygnalizacji zakończenia pracy wątków (50)
  • Operacje atomowe (51)
  • Tworzenie wątków za pomocą System.Threading. Timer i imitacja timera w wątku z wysokim priorytetem (54)
  • Zadania (57)

Rozdział 3. Zmienne w aplikacjach wielowątkowych (59)

  • Atrybut ThreadStatic (59)
  • Opóźniona inicjacja i zmienne lokalne wątku (60)
  • Volatile (64)
  • Zadania (65)

Rozdział 4. Więcej o synchronizacji wątków. Blokady i sygnały (67)

  • Problem ucztujących filozofów (68)
  • Problem czytelników i pisarzy (73)
  • Komunikacja między wątkami. Problem producenta i konsumenta (78)
  • Sygnalizacja za pomocą metod Monitor.Pulse i Monitor.Wait (81)
  • EventWaitHandle i AutoResetEvent (85)
  • Bariera (86)
  • Synchronizacja wątków z różnych procesów. Muteksy i semafory nazwane (88)
    • Kontrola ilości instancji aplikacji (89)
    • Mutex (89)
    • Semafor (91)
  • Zadania (93)

Rozdział 5. Wątki a interfejs użytkownika (95)

  • Wątki robocze w aplikacjach desktopowych (95)
    • Przygotowanie projektu aplikacji oraz danych wejściowych (96)
    • Wykorzystanie wątków w długotrwałych metodach zdarzeniowych (99)
  • Synchronizacja wątków z interfejsem użytkownika w aplikacjach Windows Forms (104)
  • BackgroundWorker (110)
  • Synchronizacja wątków z komponentami Windows Presentation Foundation (114)
    • Projekt graficznego interfejsu użytkownika (115)
    • Implementacja metod zdarzeniowych (117)
    • Bezpieczny dostęp do kontrolek WPF (125)
  • Kontekst synchronizacji (128)
  • Groźba zagłodzenia wątku interfejsu i asynchroniczna zmiana stanu współdzielonych zasobów (135)
  • Zadania (136)

Rozdział 6. Zadania (137)

  • Tworzenie zadania (137)
  • Praca z zadaniami (138)
  • Dane przekazywane do zadań (140)
  • Dane zwracane przez zadania (141)
  • Przykład: test liczby pierwszej (141)
  • Synchronizacja zadań (143)
  • Przykład: sztafeta zadań (144)
  • Przerywanie zadań (145)
  • Stan zadania (149)
  • Fabryka zadań (152)
  • Planista i zarządzanie kolejkowaniem zadań (155)
  • Ustawienia zadań (159)
  • Zadania (160)

Rozdział 7. Klasa Parallel. Zrównoleglanie pętli (161)

  • Równoległa pętla for (162)
  • Równoległa pętla foreach (163)
  • Metoda Invoke (164)
  • Ustawienia pętli równoległych. Klasa ParallelOptions (166)
  • Przerywanie pętli za pomocą CancelationToken (166)
  • Kontrola wykonywania pętli (168)
  • Synchronizacja pętli równoległych. Obliczanie ? metodą Monte Carlo (169)
  • Partycjonowanie danych (175)
  • Zadania (177)

Rozdział 8. Synchronizacja zadań (179)

  • Blokady (lock) (179)
  • Sygnały (Monitor.Pulse i Monitor.Wait) (182)
  • Bariera (184)

Rozdział 9. Dane w programach równoległych (187)

  • Praca ze zbiorami danych w programowaniu równoległym (187)
    • Współbieżne struktury danych (187)
    • Kolekcja ConcurrentBag (189)
    • Współbieżne kolejka i stos (189)
    • Praca z BlockingCollection (190)
    • Własna kolekcja współbieżna (193)
    • Agregacja (197)
    • Agregacje dla kolekcji równoległych (199)
  • PLINQ - zrównoleglone zapytania LINQ (203)
    • Przykład zapytania PLINQ (204)
    • Jak działa PLINQ? (205)
    • Kiedy PLINQ jest wydajne? (207)
    • Metody przekształcające dane wynikowe (208)
    • Przerywanie zapytań (209)
    • Metoda ForAll (212)
  • Zadania (213)

Rozdział 10. Synchronizacja kontrolek interfejsu z zadaniami (215)

  • Zadania w aplikacjach Windows Forms (215)
  • Zadania w aplikacjach WPF (219)
  • Aktualizacja interfejsu z wykorzystaniem operatora await (221)
  • Zadania (223)

Rozdział 11. Analiza aplikacji wielowątkowych. Debugowanie i profilowanie (225)

  • Okno wątków (Threads) (226)
  • Okno zadań równoległych (Parallel Tasks) (228)
  • Okno stosów równoległych (Parallel Stacks) (229)
  • Okno równoległego śledzenia zmiennych (Parallel Watch) (230)
  • Concurrency Visualizer (232)
    • Widok Wykorzystanie CPU (232)
    • Widok Wątki (233)
    • Widok Rdzenie (236)
    • Profilowanie aplikacji zewnętrznych (237)
    • Znaczniki (238)
  • Zadania (241)

Rozdział 12. Wstęp do CCR i DSS (243)

  • Instalacja środowiska Microsoft Robotics (245)
    • Możliwe problemy z uruchomieniem środowiska Robotics (247)
    • Kompilacja i uruchamianie projektów dołączonych do książki (248)
  • CCR i DSS w pigułce (249)
    • Czujniki i urządzenia - tworzenie pierwszej usługi (249)
    • Serwisy partnerskie (265)

Rozdział 13. Skalowalne rozwiązanie dla systemów rozproszonych na bazie technologii CCR i DSS (277)

  • Opóźnione uruchamianie (291)
  • Uruchamianie obliczeń na klastrze (293)
  • Podsumowanie (298)
  • Zadania (299)

Rozdział 14. Wprowadzenie do Reactive Extensions. Zarządzanie sekwencjami zdarzeń (301)

  • Programowanie reaktywne (302)
    • IObservable<T> (303)
    • IObserver<T> (303)
    • Dualizm interaktywno-reaktywny (304)
    • Obserwator - wzorzec projektowy (305)
  • Platforma Rx (306)
    • Biblioteki Rx (307)
  • Gramatyka Rx (309)
    • Jak korzystać z interfejsów w Rx? (309)
    • Subskrypcje (312)
    • LINQ do zdarzeń (315)
  • Zimne i gorące obserwable (329)

Rozdział 15. Współbieżność w Rx (333)

  • Zarządzanie równoległością (333)
    • Interfejs IScheduler (334)
    • Planiści (335)
    • Metody SubscribeOn i ObserveOn (339)
    • Słowo o unifikacji (343)

Rozdział 16. Przykłady użycia technologii Rx w aplikacjach WPF (345)

  • Rysowanie z użyciem Rx (346)
  • Wyszukiwarka (353)

Rozdział 17. CUDA w .NET (365)

  • Konfiguracja środowiska dla CUDAfy.NET (366)
  • Pierwsze kroki (368)
  • Hello World, czyli pierwszy program CUDAfy.NET (370)
  • Emulator GPU (375)
  • Własności GPU (376)
  • Przekazywanie parametrów do kerneli (378)
  • Operacje na pamięci globalnej karty graficznej (380)
  • Pomiar czasu wykonania (383)
  • Dostęp zwarty do pamięci globalnej i pamięć współdzielona (386)
  • Generator liczb pseudolosowych (390)
  • FFT na GPU (392)
  • BLAS (394)
  • Zadania (395)

Dodatek A. Biblioteka TPL w WinRT (397)

  • Zadania (398)
  • Struktura SpinWait (400)
  • Usypianie wątków (400)
  • Pula wątków (401)
  • ThreadPoolTimer (402)
  • Podobieństwa (403)
  • Przenośna biblioteka (404)
  • Zadania (406)

Dodatek B. Dobre praktyki programowania aplikacji wielowątkowych (407)

  • Wprowadzenie (407)
  • Sekcje krytyczne i zakleszczenia (407)
  • Wyścig (411)
  • Słowo kluczowe volatile i kontrola pętli wykonywanej w ramach funkcji wątku (417)
  • Bezpieczeństwo wątków a konstruktory i pola statyczne (419)

Dodatek C. Menadżer pakietów NuGet (423)

  • Instalacja NuGet (423)
  • Korzystanie z NuGet (425)

Skorowidz (427)

  • Titel: Programowanie równoległe i asynchroniczne w C# 5.0
  • Autor: Mateusz Warczak, Jacek Matulewski, Rafał Pawłaszek, Piotr Sybilski, Dawid Borycki, Tomasz Dziubak
  • ISBN: 978-83-246-8905-7, 9788324689057
  • Veröffentlichungsdatum: 2013-11-22
  • Format: E-book
  • Artikelkennung: proch5
  • Verleger: Helion