Слайды выступления Димы Иванова на SPB .NET Meetup #3

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
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?