Параллельное программирование на С++ в действии. Практика разработки многопоточных программ - [2]

Об этой книге

Эта книга представляет собой углубленное руководство по средствам поддержки многопоточности и параллелизма в новом стандарте С++, от базового использования классов и функций из пространств имел std::thread, std::mutex и std::async до сложных вопросов, связанных с атомарными операциями и моделью памяти.

Структура книги

В первых четырех главах описываются различные библиотечные средства и порядок работы с ними.

Глава 5 посвящена низкоуровневым техническим деталям модели памяти и атомарных операций. В частности, рассматривается вопрос об использовании атомарных операций для задания ограничений на порядок выполнения других частей программы. Вводные главы на этом заканчиваются.

В главах 6 и 7 начинается изучение программирования на более высоком уровне, с примерами использования базовых средств для построения сложных структур данных — с блокировками (глава 6) и без блокировок (глава 7).

В главе 8 эта линия продолжается: даются рекомендации по проектированию многопоточных программ, рассматриваются аспекты, влияющие на производительность, и приводятся примеры реализации различных параллельных алгоритмов.

Глава 9 посвящена средствам управления потоками, рассматриваются пулы потоков, очереди работ и прерывание операций.

Тема главы 10 — тестирование и отладка: типы ошибок, методы их отыскания, способы тестирования и так далее.

В приложениях вы найдете краткое описание некоторых языковых средств, добавленных в новый стандарт и имеющих отношение к многопоточности; детали реализации библиотеки передачи сообщениями, упомянутой в главе 4, и полный справочник по библиотеке С++11 Thread Library.

На кого рассчитана эта книга

Если вы пишете многопоточный код на С++, то эта книга для вас. Если вы пользуетесь средствами многопоточности из стандартной библиотеки С++, то здесь вы найдете руководство по основным вопросам. Если вы работаете с другими библиотеками многопоточности, то описанные рекомендации и приемы все равно могут оказаться полезным подспорьем.

Предполагается владение языком С++ на рабочем уровне, по предварительное знакомство с новыми языковыми средствами необязательно — они описаны в приложении А. Также не требуются знания или опыт работы в области многопоточного программирования, хотя их наличие было бы плюсом.

Как пользоваться этой книгой

Если раньше вы не писали многопоточных программ, то я рекомендую читать книгу последовательно от начала до конца, опустив, быть может, кое-какие детали из главы 5. Глава 7 опирается на материал главы 5, поэтому если вы пропустите главу 5, то отложите также чтение седьмой главы.

Если вам не доводилось использовать новые языковые средства, вошедшие в стандарт С++11, то имеет смысл с самого начала бегло просмотреть приложение А, чтобы понимать приведенные в тексте примеры. Впрочем, в основном тексте упоминания о новых средствах графически выделены, так что, встретив что-то незнакомое, вы всегда можете обратиться к приложению.

Если вы располагаете обширным опытом написания многопоточного кода в других средах, то все-таки стоит просмотреть печальные главы, чтобы попять, как знакомые вам понятия соответствуют средствам из нового стандарта С++. Если вы планируете работать с атомарными переменными на низком уровне, то главу 5 следует изучить обязательно. Полезно также ознакомиться с главой 8, где рассказывается о безопасности исключений в многопоточных программах на С++. Если перед вами стоит конкретная задача, то указатель и оглавление помогут быстро найти соответствующий раздел.

Даже после того как вы освоите библиотеку С++ Thread Library, приложение D все равно останется полезным, потому что в нем легко найти детали использования каждого класса и функции. Время от времени вы, наверное, будет заглядывать и в основные главы, чтобы освежить в памяти порядок работы с той или иной конструкцией или взглянуть на пример кода.

Графические выделения и загрузка исходного кода

Исходный код в листингах и основном тексте набран моноширинным шрифтом. Многие листинги сопровождаются аннотациями, в которых излагаются важные концепции. В некоторых случаях в листингах присутствуют нумерованные маркеры, с которыми соотносятся последующие пояснения.

Исходный код всех примеров можно скачать с сайта издательства по адресу www.manning.com/CPlusPlusConcurrencyinAction.

Требования к программному обеспечению

Чтобы приведенный в этой книге код работал без модификаций, понадобится версия компилятора С++ с поддержкой тех вошедших в стандарт С++11 средств, которые перечислены в приложении А. Кроме того, нужна стандартная библиотека многопоточности С++ (Standard Thread Library).

На момент написания этой книги единственный известный мне компилятор, поставляемый с библиотекой Standard Thread Library, — это g++, хотя в предварительную версию Microsoft Visual Studio 2011 она также входит. Что касается g++, то первая реализация основных возможностей библиотеки многопоточности была включена в версию g++ 4.3, а впоследствии добавлялись улучшения и расширения. Кроме того, в g++ 4.3 впервые появилась поддержка некоторых новых языковых средств С++11, и в каждой новой версии она расширяется. Дополнительные сведения см. на странице текущего состояния реализации С++11 в g++