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

 

Vlákna v C# - 2. díl

Google       Google       22. 7. 2008       27 232×

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 NVIDIA shrnuje přehled novinek na E3 2018

NVIDIA shrnuje přehled novinek na E3 2018

Společnost NVIDIA si u příležitosti E3 2018 připravila řadu novinek, které uvádí v kompletním přehledu, Například nové hry s podporou NVIDIA Highlights, která je součástí aplikace GeForce Experience, i nadále nabírá na obrátkách. Kromě výše zmíněné Shadow of the Tomb Raider získaly podporu také hry Dirty Bomb a Switchblade.

Reklama
Reklama
Obrázek ke článku SODAT vidí budoucnost datové bezpečnosti ve strojovém učení

SODAT vidí budoucnost datové bezpečnosti ve strojovém učení

Firmy chrání svá citlivá data často nedostatečně. Podle průzkumu společnosti SODAT se v minulém roce setkalo až 80 % z nich s bezpečnostním incidentem ztráty nebo úniku dat. Jedna z pilotních firem, která testovala novou verzi řešení SODAT Protection & Analytics 2.0pro bezpečností analýzu a monitoring dat díky novince zjistila, kdo z disku smazal důležité výkresy a mohla na incident včas reagovat.

Obrázek ke článku Kontrolujete pracovní emaily i na dovolené? 7 tipů odborníka, jak nepřijít o data

Kontrolujete pracovní emaily i na dovolené? 7 tipů odborníka, jak nepřijít o data

Letní měsíce jsou pro většinu zaměstnanců spojené s každoroční dovolenou. Z údajů Českého statistického úřadu vyplývá, že v roce 2017 podnikli Češi přes 13 milionů delších cest (tzn. s více než čtyřmi noclehy). Přitom právě na období července, srpna a září připadá více než 7,5 milionů z nich. Nicméně tradiční představu o dovolené jako o čase, kdy má práci na starost někdo jiný, Češi boří. 

Obrázek ke článku 10 SEO mýtů, které už nemusíte v roce 2018 řešit

10 SEO mýtů, které už nemusíte v roce 2018 řešit

„Kolik má být na stránce klíčových slov?“, „Nemáš vyplněný meta tag keywords, to nebude fungovat.“, „Katalogy jsou mrtvý“. Také jste už slyšeli některé z těchto otázek? Pojďme si na ně konečně jednou provždy odpovědět.

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