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

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

 
Hledat
Moderní platforma pro vytvoření vašeho nového webu – Wix.com.
Nyní už můžete mít web zdarma.
Vybavení pro Laser Game
Spuštěn Filmový magazín
Laser Game Brno

Vlákna v C# - 2. díl

Google       Google       22. 7. 2008       27 184×

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

Reklama
Reklama
Obrázek ke článku Pracujete u počítače ve stoje? Dbejte na správné držení těla

Pracujete u počítače ve stoje? Dbejte na správné držení těla

Práce ve stoje je jedna z variant, jak změnit polohu těla při dlouhodobé práci u počítače. Především je důležité nezapomínat na správné držení těla, abychom při práci nenamáhali naší krční páteř. Primářka MUDr. Michaela Tomanová představí hlavní bonusy a rizika práce u počítače ve stoje.

Obrázek ke článku Firmy musejí s nástupem Průmyslu 4.0 více dbát na kyberbezpečnost. V ohrožení je i jejich know-how.

Firmy musejí s nástupem Průmyslu 4.0 více dbát na kyberbezpečnost. V ohrožení je i jejich know-how.

Destabilizace firmy či ukradené know-how. To jsou možná hlavní budoucí rizika spojená s nedostatečnou kybernetickou bezpečností průmyslových firem, na která upozorňují experti. Vzhledem k postupující digitalizaci výrobních či technologických procesů a přechodu k takzvanému Průmyslu 4.0 může těchto hrozeb postupně přibývat. Varují před nimi i nejnovější průzkumy. 

Obrázek ke článku Nový CEBIT je připraven: Pochopit digitální dnešek a objevit digitální zítřek

Nový CEBIT je připraven: Pochopit digitální dnešek a objevit digitální zítřek

Nový veletrh  CEBIT je připraven. V polovině června začne v Hannoveru evropský festival obchodu s radikálně změněnou koncepcí věnovaný inovacím a digitalizaci.  CEBIT jedinečnou formou spojuje obchod v digitálním hospodářství 
s festivalovými prvky a posouvá do středu pozornosti téma digitální transformace hospodářství a společnosti.  

Hostujeme u Českého hostingu       ISSN 1801-1586       ⇡ Nahoru Webtea.cz logo © 20032018 Programujte.com
Zasadilo a pěstuje Webtea.cz, šéfredaktor Lukáš Churý