Vlákna v C# - 2. díl
 x   TIP: Přetáhni ikonu na hlavní panel pro připnutí webu
Reklama
Reklama

Vlákna v C# - 2. dílVlákna v C# - 2. díl

 

Vlákna v C# - 2. díl

Google       Google       22. 7. 2008       25 610×

Dnes se podíváme na zoubek synchronizaci aneb jak donutit vlákna, aby dělala co chceme, kdy chceme.

Reklama
Reklama

Synchronizace, jak název napovídá, slouží ke zkoordinování práce jednotlivých vláken. Následuje několik tabulek, které popisují jednotlivé prostředky k synchronizaci.

Jednoduché blokovací metody

Konstrukce Účel
Sleep Uspí vlákno na zadaný čas
Join Počká, než jiné vlákno dodělá svou práci

„Zamykací“ konstrukce (locks)

Konstrukce Účel Ovlivňuje ostatní vlákna? Rychlost
lock Zajistí, že jen jedno vlákno může v jeden okamžik přistoupit k označenému resource souboru nebo části kódu Ne Rychlé
Mutex Viz výše, navíc může zabránit před spuštěním více instancí aplikace Ano Střední
Semaphore Určí, kolik vláken může přistupovat v jeden okamžik k resource nebo části kódu Ano Střední

Signalizační konstrukce

Konstrukce Účel Ovlivňuje ostatní vlákna? Rychlost
EventWaitHandle Přikáže vláknu počkat, dokud nedostane signál od jiného vlákna Ano Střední
Wait a Pulse Vlákno počká, dokud není námi definovaná podmínka splněna Ne Střední

Neblokující konstrukce

Konstrukce Účel Ovlivňuje ostatní vlákna? Rychlost
Interlocked K provedení jednoduchých neblokovacích operací Ano Velmi rychlé
volatile K povolení přístupu k proměnným mimo zámek (lock) Ano Velmi rychlé

Blokování

Pokud vlákno čeká, nebo je jeho práce zapauzována následkem některé z výše uvedených konstrukcí, říkáme o něm, že je zablokované. Jakmile je vlákno zablokováno, uvolní se všechny požadované CPU prostředky, do vlastnosti ThreadState se uloží hodnota WaitSleepJoin a v tomto stavu zůstává, dokud není odblokováno. K odblokování může dojít celkem čtyřmi způsoby (nepočítám vypnutí PC):

  • dojde ke splnění blokovací podmínky,
  • vypršením času, po který má být vlákno blokováno,
  • přerušením pomocí Thread.Interrupt,
  • zrušením blokování pomocí Thread.Abort.

Uspávání

Párkrát během seriálu jsem použil pojem „uspávání vlákna“, což je zablokování vlákna na zadaný čas pomocí metody Thread.Sleep (nebo do zavolání Thread.Interrupt).

static void Main()
{
    Thread.Sleep(0);                        // vypustí jeden time-slice
    Thread.Sleep(1000);                     // uspí na 1000 ms
    Thread.Sleep(TimeSpan.FromHours(1));    // uspí na 1 hodinu
    Thread.Sleep(Timeout.Infinite);         
        // uspí vlákno na nekonečně dlouho dobu (do zavolání Thread.Interrupt)
}

Třída Thread poskytuje i jednu spíše zajímavost. Tou je metoda SpinWait(), která po zavolání neuvolní prostředky CPU, ale naopak ho uzavře do cyklu na zadaný počet iterací. Padesát iterací odpovídá zhruba jedné mikrosekundě (opravdu jen zhruba, závisí to totiž na rychlost a vytížení procesoru). Říkejme pracovně takto zaměstnanému vláknu „zacyklené vlákno“ (oficiální česká terminologie neexistuje, tenhle název je čistě můj výmysl). SpinWait() není blokovací metoda, protože zacyklené vlákno nemá hodnotu WaitSleepJoin ve vlastnosti ThreadState, ani nemůže být přerušena pomocí metody Interrupt(). Metoda SpinWait() se využívá dost vzácně, její účel je při čekání na data, která mají přijít v horizontu mikrosekund. Takové čekání pomocí Sleep() je pak zbytečně náročné. Tento postup má ale smysl pouze u vícejádrových systémů, u jednojádrových se totiž rychleji ukončí time-slice pro aktuální vlákno a tím se ukončí i aktivita SpinWait(). Metodě popsané v tomto odstavci se také říká spinning.

Blokování vs. Spinning

Vlákno můžeme zacyklit i známým „trikem“ s while:

while (!proceed);

Tento postup je ale zbytečně náročný na procesor. CLR i operační systém jednoduše pořád dokola kontrolují hodnotu proměnné proceed. Úspornější variantou je takový hybrid mezi blokováním a spinningem:

while (!proceed) Thread.Sleep (x);

Čím větší má proměnná x hodnotu, tím je toto úspornější, protože se vlákno uspí a až po uplynutí času x se stav proměnné proceed zkontroluje znovu. Cokoliv nad 20 ms je už zase zbytečně přehnané, pokud není podmínka pro cyklus while zvlášť složitá, protože za těch 20 ms už se procesor uvolní pro další iteraci.

Metoda Join()

Dalším z mnoha postupů pro blokování je Join() metoda. Po zavolání zablokuje práci aktuálního vlákna, než jiné vlákno dodělá svojí práci. „Zneužiju“ tenhle příklad pro demonstraci lambda výrazů (když už máme ten .NET Framework 3.5).

class JoinDemo
{
    static void Main()
    {
        Thread t = new Thread(() => Console.ReadLine());
        t.Start();
        t.Join();    // Čekat, dokud vlákno 't' nedokončí práci
        Console.WriteLine("ReadLine vlákna 't' hotov");
    }
}

Tento kód je ekvivalentem k tomuto:

class JoinDemo
{
    static void Main()
    {
        Thread t = new Thread(delegate() { Console.ReadLine(); });
        t.Start();
        t.Join();    // Čekat, dokud vlákno 't' nedokončí práci
        Console.WriteLine("ReadLine vlákna 't' hotov");
    }
}

Join() přijímá jeden parametr typu TimeSpan v milisekundách. Pokud vyprší čas dříve, než se ukončí práce zadaného vlákna, metoda vrátí false. S využitím tohoto parametru funguje metoda Join() podobně jako Sleep():

Thread.Sleep (1000);
Thread.CurrentThread.Join (1000);

A jsme na konci dalšího dílu, příště nás čeká podrobněji probraná problematika zamykání (locking) a thread safety.

Zdroj: http://www.albahari.com/threading/part2.html#_Synchronization_Essentials

×Odeslání článku na tvůj Kindle

Zadej svůj Kindle e-mail a my ti pošleme článek na tvůj Kindle.
Musíš mít povolený příjem obsahu do svého Kindle z naší e-mailové adresy kindle@programujte.com.

E-mailová adresa (např. novak@kindle.com):

TIP: Pokud chceš dostávat naše články každé ráno do svého Kindle, koukni do sekce Články do Kindle.

4 názory  —  4 nové  
Hlasování bylo ukončeno    
0 hlasů
Google
(fotka) Jakub KottnauerJakub studuje informatiku na FIT ČVUT, jeho oblíbenou platformou je .NET.
Web     Twitter     Facebook     LinkedIn    

Nové články

Obrázek ke článku Nový IT hráč na českém trhu

Nový IT hráč na českém trhu

V roce 2015 otevřela v Praze na Pankráci v budově City Tower své kanceláře společnost EPAM Systems (NYSE:EPAM), jejíž centrála se nachází v USA. Společnost byla založená v roce 1993 a od té doby prošla velkým vývojem a stále roste.

Reklama
Reklama
Obrázek ke článku České Radiokomunikace opět hledají nejlepší nápady pro internet věcí

České Radiokomunikace opět hledají nejlepší nápady pro internet věcí

České Radiokomunikace (CRA) pořádají druhý ročník CRA IoT Hackathonů. Zájemci z řad vývojářů a fanoušků moderních technologií mohou změřit své síly a během jediného dne sestrojit co nejzajímavější funkční prototyp zařízení, které bude komunikovat prostřednictvím sítě LoRa. CRA IoT Hackathony se letos uskuteční ve dvou fázích, na jaře a na podzim, v různých městech České republiky. Jarní běh se odstartuje 31. března v Brně a 7. dubna v Praze.

Obrázek ke článku Cloud computing je využíván stále intenzivněji

Cloud computing je využíván stále intenzivněji

Využívání cloud computingu nabývá na intenzitě. Jen v letošním roce vzroste podle analytiků trh se službami veřejného cloudu o 18 %, přičemž o téměř 37 % vzrostou služby typu IaaS. Růst o více než pětinu pak čeká služby poskytování softwaru formou služby, tedy SaaS. Aktuálním trendům v oblasti využívání cloudu se bude věnovat konference Cloud computing v praxi, která se koná 23. března. 2017 v pražském Kongresovém centru Vavruška na Karlově náměstí 5.

loadingtransparent (function() { var po = document.createElement('script'); po.type = 'text/javascript'; po.async = true; po.src = 'https://apis.google.com/js/plusone.js'; var s = document.getElementsByTagName('script')[0]; s.parentNode.insertBefore(po, s); })();
Hostujeme u Českého hostingu       ISSN 1801-1586       ⇡ Nahoru Webtea.cz logo © 20032017 Programujte.com
Zasadilo a pěstuje Webtea.cz, šéfredaktor Lukáš Churý