Дмитрий Иванов «Итак, вы всё-таки решили писать многозадачные приложения на .NET»

Посмотрим с разных сторон на механизмы многозадачности в .Net: с высоты птичьего полёта, в исторической перспективе и изнутри. Разберёмся с эволюцией параллельного API в .Net, дойдём до современности и поймём, как писать State of The Art Task Based Async Code. Посмотрим, как правильно синхронизироваться между потоками? А как быстро это работает? А надо ли это вообще? Напишем Interlocked-структуру. Рассмотрим, какие инструменты нам помогут в разработке многопоточного приложения.

Transcript

1. Многопоточность в .NET: Дьявол в деталях Дмитрий Иванов, JetBrains
2. Многозадачность Многозадачнось vs Многопоточность Кооперативная vs Вытесняющая Процессы(Processes), потоки (Threads), задачи (Tasks)
3. Примитивы синхронизации lock(), Monitor, [Synchronized] EventWaitHandle: Manual, Auto Mutex – межпроцессное взаимодействие Barrier, CountDownEvent, Semaphore Slim, SpinWait – для короткого времени ожидания WaitHandle, Kernel32Dll
4. Демонстрация ReaderWriterLock
5. ReadWriteLock Всегда используйте Slim (или велосипед =) Upgradable – только один тред Fairness, starvation using вместо try... finally TryEnterReadLock, TryEnterWriteLock
6. Memory model
7. Memory barriers Значения “оседают” в регистрах, Store buffer, Write Combining buffer Instruction reordering Процессорные инструкции: mfence, lfence, sfence Thread.MemoryBarrier(), volatile, Volatile.Read(), Volatile.Write()
8. Демонстрация Double-checked locking
9. Неблокирующие алгоритмы Процессорные инструкции: cmpxchg xadd, префикс lock Interloked: Read(Int64), Increment, Exchange, CompareExchange Зачем: – Пишем свою структуру данных – Весело =) Тесты, тесты и еще раз тесты !!!
10. Демонстрация BlockingQueue
11. Демонстрация BlockingQueue
12. Модели многопоточного приложения Транзакционная – Immutable state – no locking – Commit/Rollback Пессимистичная – Глобальный RwLock – Прерываемые Read-ы Акторы, COM
13. COM-объекты Appartments: STA, MTA, Neutral COM object creating Упс... =( GC Other thread STA-thread
14. Модель ReSharper Main thread – Разрешен AcquireWrite – Разрешен Upgrade – Разрешен AcquireRead Pool thread – Разрешён TryAcquireRead – Везде CheckForInterrupt (<200ms) – Запрещён TryAcquireWrite
15. InterruptableReadActivity UIThread PoolThread Check For Interrupt Continuous Locking Under ReadLock
16. Прерывание UIThread PoolThread Somebody asked for WriteLock? Continuous Locking
17. ReentrancyGuard Reentrancy in UI Thread ExecuteOrQueue QueueWithReadLock, QueueWithWriteLock Dispatcher – вызов без гарда UIThread Read Write
18. GroupingEvent prolongate no prolongate
19. Другие конструкции SingleThreadExecutorView - Actor – Очередь тасков – Возможно синхронное ожидаение – Stealing тасков TaskBarrier (IDisposable) – Таски могут порождают таски – Топологическая сортировка зависимых тасков
20. Timer API QueueAt, QueueRecurring Время: UtcNow Самое быстрое: Environment.TickCount
21. IProperty<T> Isignal<T>, Advise FlowInto, CreateAnd(bool) FlowIntoGrouped - GroupingEvent FlowIntoUiThread – marshalling
22. File IO PreprocessSingleThreadedAndParallelize Buffer = 2
23. Cредства анализа Видимые тормоза, дёрганность, лаги при тайпинге → подвисание UIThread (не качается очередь сообщений) Проверяем: между CheckForInterrupt < 200ms Проверяем: WriteLock.Acquire < 200ms DotTrace Timeline
24. SynchronizationContext [ThreadStatic] Send(), Post() (default → ThreadPool) Wait() (через WaitHelper) WPF → DispatcherSynchronizationContext
25. Tasks Task(Action), Task<T>(Func<T>) short vs long Lifecycle (status): created → started → executing → completed (canceled, failed) Interruptable: CancellationToken Блокирующee API: Wait (One/All/Any) Task.Start(), Schedulers
26. Демонстрация Tasks, Cancellation, WPF context & scheduler
27. Старое API APM – IAsyncResult, BeginXxx(AsyncCallback), EndXxx() EAP – XxxAsync(), XxxCompletedEventHandler, XxxAsyncCancel() или CancelAsync() Адаптер для IOBound tasks → TaskCompletionSource
28. Неблокирующее API Task.Delay(), TaskCompletionSource ContinueWith(), ContinueWhenAll() async /await – сахар для ContinueWith parent / child - неблокирующее ожидание (TaskCreationOptions.AttachedToParent)
29. Демонстрация Эмулируем Async
30. Вопросы и ответы ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?