深入C#并行编程(1) -- 了解线程】的更多相关文章

1.基本概念 当线程之间要共享资源或数据的时候,可能变的非常复杂.Python的threading模块提供了很多同步原语,包括信号量,条件变量,事件和锁.如果可以使用这些原语的话,应该优先考虑使用这些,而不是使用queue模块.队列操作起来更容易,也使多线程编程更安全,因为队列可以将资源的使用通过单线程进行完全控制,并且允许使用更加整洁和可读性更高的设计模式. Queue常用的方法有以下四个: - put():往queue中放一个item - get():从queue删除一个item,并返回删除…
1.基本概念 信号量是由操作系统管理的一种抽象数据类型,用于在多线程中同步对共享资源的使用.本质上说,信号量是一个内部数据,用于标明当前的共享资源可以有多少并发读取. 同样在threading中,信号量有acquire和release两个函数. - 每当线程想要读取关联了信号量的共享资源时,必须调用acquire,此操作减少信号量的内部变量,如果此变量的值非负,那么分配该资源的权限.如果是负值,那么线程被挂起,直到有其他的线程释放资源. - 当线程不再需要该共享资源,必须通过release释放,…
1.基本概念 事件是线程之间用于通讯的对象.有的线程等待信号,有的线程发出信号.基本上事件对象都会维护一个内部变量,可以通过set方法设置为true,也可以通过clear方法设置为false.wait方法将会阻塞线程,直到内部变量为true. 2.使用用例 # coding : utf-8 import time from threading import Thread, Event import random items = [] event = Event() class consumer(…
1.基本概念 条件指的是应用程序状态的改变.其中某些线程在等待某一条件发生,其 他线程会在该条件发生的时候进行通知,一旦条件发生,线程会拿到共享资源的唯一权限. 2.示例代码 from threading import Thread, Condition import time items = [] condition = Condition() class consumer(Thread): def __init__(self): Thread.__init__(self) def consu…
1.基本概念 如果想让只有拿到锁的线程才能释放该锁,那么应该使用RLock()对象.当需要在类外面保证线程安全,又要在类内使用同样方法的时候RLock()就很使用. RLock叫做Reentrant Lock,就是可以重复进入的锁,也叫递归锁.这种锁对比Lock有三个特点:1.谁拿到锁,谁释放:2.同一线程可以多次拿到该锁:3.acquire多少次就必须release多少次,只有最后一次release才能改变RLock的状态为unlocked. 2.RLock示例代码 # coding:utf-…
1.基础概念 当两个或以上对共享内存操作的并发线程中,如果有一个改变数据,又没有同步机制的条件下,就会产生竞争条件,可能会导致执行无效代码.bug等异常行为. 竞争条件最简单的解决方法是使用锁.锁的操作非常简单,当一个线程需要访问部分共享内存时,它必须先获得锁才能访问.此线程对这部分共享资源使用完成之后,释放锁,然后其他线程才可再次获得锁并访问这部分资源. 然而,在实际使用中,这个方法经常导致死锁现象.当不同线程要求得到同一个锁时,死锁就会发生,此时程序不会继续执行,因为他们互相拿着对方需要的锁…
菜鸟学习并行编程,参考<C#并行编程高级教程.PDF>,如有错误,欢迎指正. 目录 C#并行编程-相关概念 C#并行编程-Parallel C#并行编程-Task C#并行编程-并发集合 C#并行编程-线程同步原语 C#并行编程-PLINQ:声明式数据并行 背景 有时候必须访问变量.实例.方法.属性或者结构体,而这些并没有准备好用于并发访问,或者有时候需要执行部分代码,而这些代码必须单独运行,这是不得不通过将任务分解的方式让它们独立运行. 当任务和线程要访问共享的数据和资源的时候,您必须添加显…
线程 Thread 在总结线程池之前,先来看一下.NET线程. .NET线程与操作系统(Windows)线程有什么区别? .NET利用Windows的线程处理功能.在C#程序编写中,我们首先会新建一个线程对象System.Threading.Thread,并为其指定一个回调方法:当我们调用线程对象的Start方法启动线程时,会创建一个操作系统线程来执行回调方法..NET中的线程实际上等价于Windows系统线程,都是CPU调度和分配的对象. 前台线程和后台线程 .NET把线程分为前台线程和后台线…
理解线程同步 线程的数据访问 在并行(多线程)环境中,不可避免地会存在多个线程同时访问某个数据的情况.多个线程对共享数据的访问有下面3种情形: 多个线程同时读取数据: 单个线程更新数据,此时其他线程读取数据: 多个线程同时更新数据. 显而易见,多个线程同时读取数据是不会产生任何问题的.仅有一个线程更新数据的时候,貌似也没有问题,但真的没有问题吗?多个线程同时更新数据,很明显,你可能把我的更改覆盖掉了,数据从此不再可信. 什么是线程同步 为了解决多线程同时访问共享数据可能导致数据被破坏的问题,我们…
1.介绍 软件应用中使用最广泛的并行编程范例是多线程.通常一个应用有一个进程,分成多个独立的线程,并行运行.互相配合,执行不同类型的任务. 线程是独立的处理流程,可以和系统的其他线程并行或并发地执行.多线程可以利用共享内存空间共享数据和资源.线程和进程的具体实现取决于你要运行的操作系统,但是总体来讲,我们可以说线程是包含在进程中的,同一个进程的多个不同的线程可以共享相同的资源,而进程之间不会共享资源. 每一个线程基本上包含3个元素:程序计数器,寄存器和栈.与同一进程的其他线程共享的资源基本上包括…
菜鸟初步学习,不对的地方请大神指教,参考<C#并行编程高级教程.pdf> 目录 C#并行编程-相关概念 C#并行编程-Parallel C#并行编程-Task C#并行编程-并发集合 C#并行编程-线程同步原语 C#并行编程-PLINQ:声明式数据并行 作者:释迦苦僧 出处:http://www.cnblogs.com/woxpp/category/605758.html 本文版权归作者和博客园共有,欢迎转载,但未经作者同意必须保留此段声明,且在文章页面明显位置给出原文连接.…
Parallel并行编程可以让我们使用极致的使用CPU.并行编程与多线程编程不同,多线程编程无论怎样开启线程,也是在同一个CPU上切换时间片.而并行编程则是多CPU核心同时工作.耗时的CPU计算操作选择并行是明智的.通常情况,每个CPU核心代表一个硬件线程,但超线程技术,可以使一个cpu核心具有两个硬件线程.软件线程顾名思义就是我们在程序中所开启的. 下面看一个最基础的并行编程的例子,也足以体现多核心并行运行的好处,当然微软.NET为我们封装后,我们也不必过多关注底层操作,那我们就看一下运行结果…
在上篇文章<.net中的并行编程-1.基础知识>中列出了在.net进行多核或并行编程中需要的基础知识,今天就来分析在基础知识树中一个比较简单常用的并发数据结构--.net类库中无锁栈的实现. 首先解释一下什么这里“无锁”的相关概念. 所谓无锁其实就是在普通栈的实现方式上使用了原子操作,原子操作的原理就是CPU在系统总线上设置一个信号,当其他线程对同一块内存进行访问时CPU监测到该信号存在会,然后当前线程会等待信号释放后才能对内存进行访问.原子操作都是由操作系统API实现底层由硬件支持,常用的操…
在上文<.Net中的并行编程-2.ConcurrentQueue的实现与分析> 中解释了无锁的相关概念,无独有偶BCL提供的ConcurrentQueue也是基于原子操作实现, 由于ConcurrentQueue的代码较多所以本文主要分析几个常用操作: 入队(EnQueue) .出队(TryDequeue) .是否为空(IsEmpty).获取队列内元素数量(Count). 一.ConcurrentQueue内部结构: 1.实现原理 众所周知,在普通的非线程安全队列有两种实现方式: 1.使用数组…
返回目录 并行这个概念出自.net4.5,它被封装在System.Threading.Tasks命名空间里,主要提供一些线程,异步的方法,或者说它是对之前Thread进行的二次封装,为的是让开发人员更方便的调用它,对于异步与多线程我们在之前的几讲里已经介绍过了,今天主要说说并行,并行也可以叫并行计算,即对于一个大任务,使用多个线程去计算它,这可以充分发挥多核CPU的优势,可以说是大事所趋! 先看一下并行编程(并行计算)的图像…
阅读目录: 1.开篇介绍 2.NET并行计算基本介绍 3.并行循环使用模式 3.1并行For循环 3.2并行ForEach循环 3.3并行LINQ(PLINQ) 1]开篇介绍 最近这几天在捣鼓并行计算,发现还是有很多值得分享的意义,因为我们现在很多人对它的理解还是有点不准确,包括我自己也是这么觉得,所以整理一些文章分享给在使用.NET并行计算的朋友和将要使用.NET并行计算的朋友: NET并行编程推出已经有一段时间了,在一些项目代码里也时不时会看见一些眼熟的并行计算代码,作为热爱技术的我们怎能视…
实验平台:win7, VS2010 1. 介绍 平行计算机可以简单分为共享内存和分布式内存,共享内存就是多个核心共享一个内存,目前的PC就是这类(不管是只有一个多核CPU还是可以插多个CPU,它们都有多个核心和一个内存),一般的大型计算机结合分布式内存和共享内存结构,即每个计算节点内是共享内存,节点间是分布式内存.想要在这些并行计算机上获得较好的性能,进行并行编程是必要条件.目前流行的并行程序设计方法是,分布式内存结构上使用MPI,共享内存结构上使用Pthreads或OpenMP.我们这里关注的…
设计模式——.net并行编程,清华大学出版的中译本. 相关资源地址主页面: http://parallelpatterns.codeplex.com/ 代码下载: http://parallelpatterns.codeplex.com/releases/view/50473 书籍在线地址: https://msdn.microsoft.com/en-us/library/ff963553.aspx 使用并行编程的一些示例: https://code.msdn.microsoft.com/Par…
为了让共享的数组,集合能够被多线程更新,我们现在(.net4.0之后)可以使用并发集合来实现这个功能.而System.Collections和System.Collections.Generic命名空间中所提供的经典列表,集合和数组都不是线程安全的,如果要使用,还需要添加代码来同步. 先看一个例子,通过并行循环向一个List<string>集合添加元素.因为List不是线程安全的,所以必须对Add方法加锁来串行化. 任务开始: ; static void Main(string[] args)…
前面一篇提到例子都是数据并行,但这并不是并行化的唯一形式,在.Net4之前,必须要创建多个线程或者线程池来利用多核技术.现在只需要使用新的Task实例就可以通过更简单的代码解决命令式任务并行问题. 1.Task及它的生命周期 一个Task表示一个异步操作,它的创建和执行都是独立的,因此可以对相关操作的执行拥有完全的控制权:当有很多异步操作作为Task实例加载的时候,为了充分利用运行时的逻辑内核,任务调度器会尝试并行的运行这些任务,当然任务都是有额外的开销,虽然要小于添加线程的开销: 对Task实…
一直觉得自己对并发了解不够深入,特别是看了<代码整洁之道>觉得自己有必要好好学学并发编程,因为性能也是衡量代码整洁的一大标准.而且在<失控>这本书中也多次提到并发,不管是计算机还是生物都并发处理着各种事物.人真是奇怪,当你关注一个事情的时候,你会发现周围的事物中就常出现那个事情.所以好奇心驱使下学习并发.便有了此文. 一.理解硬件线程和软件线程 多核处理器带有一个以上的物理内核--物理内核是真正的独立处理单元,多个物理内核使得多条指令能够同时并行运行.硬件线程也称为逻辑内核,一个物…
Guava为Java并行编程Future提供了很多有用扩展,其主要接口为ListenableFuture,并借助于Futures静态扩展. 继承至Future的ListenableFuture,允许我们添加回调函数在线程运算完成时返回值或者方法执行完成立即返回. 对ListenableFuture添加回调函数: Futures.addCallback(ListenableFuture<V>, FutureCallback<V>, Executor) 其中 FutureCallbac…
菜鸟初步学习,不对的地方请大神指教,参考<C#并行编程高级教程.pdf> 目录 C#并行编程-相关概念 C#并行编程-Parallel C#并行编程-Task C#并行编程-并发集合 C#并行编程-线程同步原语 C#并行编程-PLINQ:声明式数据并行 背景 当今计算机至少都有一颗双核的微处理器,带有四核.八核的计算机非常常见,在单个处理器上具有多个内核的时代正在来临,现代微处理器提供了新型的多核架构,因此软件设计和编码能够充分发挥这些架构的功能是非常重要的事情,也要与时俱进. 多核微处理器…
菜鸟学习并行编程,参考<C#并行编程高级教程.PDF>,如有错误,欢迎指正. 目录 C#并行编程-相关概念 C#并行编程-Parallel C#并行编程-Task C#并行编程-并发集合 C#并行编程-线程同步原语 C#并行编程-PLINQ:声明式数据并行 TPL中引入了一个新命名空间System.Threading.Tasks,在该命名空间下Task是主类,表示一个类的异步的并发的操作,创建并行代码的时候不一定要直接使用Task类,在某些情况下可以直接使用Parallel静态类(System…
菜鸟学习并行编程,参考<C#并行编程高级教程.PDF>,如有错误,欢迎指正. 目录 C#并行编程-相关概念 C#并行编程-Parallel C#并行编程-Task C#并行编程-并发集合 C#并行编程-线程同步原语 C#并行编程-PLINQ:声明式数据并行 任务简介 TPL引入新的基于任务的编程模型,通过这种编程模型可以发挥多核的功效,提升应用程序的性能,不需要编写底层复杂且重量级的线程代码. 但需要注意:任务并不是线程(任务运行的时候需要使用线程,但并不是说任务取代了线程,任务代码是使用底层…
菜鸟学习并行编程,参考<C#并行编程高级教程.PDF>,如有错误,欢迎指正. 目录 C#并行编程-相关概念 C#并行编程-Parallel C#并行编程-Task C#并行编程-并发集合 C#并行编程-线程同步原语 C#并行编程-PLINQ:声明式数据并行 背景 基于任务的程序设计.命令式数据并行和任务并行都要求能够支持并发更新的数组.列表和集合. 在.NET Framework 4 以前,为了让共享的数组.列表和集合能够被多个线程更新,需要添加复杂的代码来同步这些更新操作. 如您需要编写一个…
目录 C#并行编程-相关概念 C#并行编程-Parallel C#并行编程-Task C#并行编程-并发集合 C#并行编程-线程同步原语 C#并行编程-PLINQ:声明式数据并行 背景 通过LINQ可以方便的查询并处理不同的数据源,使用Parallel LINQ (PLINQ)来充分获得并行化所带来的优势. PLINQ不仅实现了完整的LINQ操作符,而且还添加了一些用于执行并行的操作符,与对应的LINQ相比,通过PLINQ可以获得明显的加速,但是具体的加速效果还要取决于具体的场景,不过在并行化的…
            本文是.Net中的并行编程第六篇,今天就介绍一些我在实际项目中的一些常用优化策略.      一.避免线程之间共享数据 避免线程之间共享数据主要是因为锁的问题,无论什么粒度的锁,最好的线程之间同步方式就是不加锁,这个地方主要措施就是找出数据之间的哪个地方需要共享数据和不需要共享数据的地方,再设计上避免多线程之间共享数据. 在以前做过的某项目,开始时设计的方案: 开始设计时所有的数据都放入到了公共队列,然后队列通知多个线程去处理数据,队列采用互斥锁保证线程同步,造成的结果就…
自己在Excel整理了很多想写的话题,但苦于最近比较忙(其实这是借口).... 上篇文章<.Net中的并行编程-4.实现高性能异步队列>介绍了异步队列的实现,本篇文章介绍我实际工作者遇到了处理多线程问题及基于异步队列底层数据结构的解决方案. 需求如下:1.提供数据服写入服务供上层应用调用,数据写入服务处理的吞吐量要达到60w/s每秒,也就是用户每秒发送60w的数据然后通过数据写入服务写到数据库中(数据库为公司自主研发的实时数据库). 2.尽量简化上层应用调用服务的复杂度. 一.分析性能瓶颈 1…
上文<.Net中的并行编程-3.ConcurrentQueue实现与分析>分析了ConcurrentQueue的实现,本章就基于ConcurrentQueue实现一个高性能的异步队列,该队列主要用于实时数据流的处理并简化多线程编程模型.设计该队列时考虑以下几点需求(需求来自公司的一个实际项目): 1. 支持多线程入队出队,尽量简化多线程编程的复杂度. 2. 支持事件触发机制,数据入队时才进行处理而不是使用定时处理机制, 而且内部能阻塞消费者线程. 3. 出队时数据处理的顺序要保证和入队时是一致…