Параллельное программирование

Санкт-Петербург, весна 2021

Описание

Курс рассматривает принципы и возможности многопоточного программирования в теории и на практике:

  • многопоточное рограммирование (принципы, ошибки, технологии)
  • элементы теории || программирования (алгоритмы)
  • иные методы повышения производительности систем

Полная программа курса

Из полной программы выбираются избранные темы в зависимости от скорости освоения материала

Преподаватели

Список лекций

Введение. Процессы и потоки
  • Задачи систем высокой производительности
  • Расширения SSE
  • Многопоточность или взаимодействие процессов
  • Краткий обзор технологий многопоточного программирования
Завершение потоков
  • Ожидание через join

  • POSIX:

    • Прерывание через pthread_cancel
    • Cancellation points
    • Защита от прерывания
  • Java:

    • InterruptedException
    • Обход отсутствия запрета на прерывание
Примитивы синхронизации
  • Kernel / user space
  • Виды mutex:
    • mutex (рекурсивные / не рекурсивные)
    • read / write mutex
    • spin mutex
  • CAS-операции и AtomicInteger
  • Condition variables
  • Закон Амдала
Ошибки || программирования
  • Взаимная блокировка (Deadlock)
    • Перекрёстный Deadlock
    • Deadlock на нерекурсивном примитиве
    • Deadlock при fork многопоточных приложениях
  • Гонки данных (Data Race)
    • Пример на записи 64-битного числа
    • Пример с инкрементом, чтением и записью переменной
  • Инверсия приоритетов
Snapshot атомарных регистров
  • lock-free snapshot
  • wait-free snapshot
TLS. Ещё немного ошибок || программирования
  • Ошибки:
    • Проблема ABA
    • Dead lock на сигнале
  • Thread Local Storage:

    • Принцип работы
    • Пример использования с DbAccessor
Модели памяти и проблемы видимости
  • Пример ошибки в ядре ОС из-за отсутствия одного из барьеров
  • Устройство процессора и MESI
  • Барьеры памяти (store/load)
  • Acquire/release семантика
  • Модели памяти: Sequential consistency...
  • volatile для Java