Наконец, хочу выразить благодарность людям, чьи предложения позволили заметно улучшить книгу: д-ру Джейми Оллсопу (Jamie Allsop), Петеру Димову, Ховарду Хиннанту, Рику Моллою (Rick Molloy), Джонатану Уэйкли (Jonathan Wakely) и д-ру Расселу Уиндеру (Russel Winder). Отдельное спасибо Расселу за подробные рецензии и Джонатану, который в качестве технического редактора, тщательно проверил окончательный текст на предмет наличия вопиющих ошибок. (Все оставшиеся ошибки — целиком моя вина.) И напоследок выражаю признательность группе рецензентов: Райану Стивенсу (Ryan Stephens), Нилу Хорлоку (Neil Horlock), Джону Тейлору младшему (John Taylor Jr.), Эзре Дживану (Ezra Jivan), Джошуа Хейеру (Joshua Heyer), Киту С. Киму (Keith S. Kim), Мишель Галли (Michele Galli) Майку Тянь-Чжань Чжану (Mike Tian-Jian Jiang), Дэвиду Стронгу (David Strong), Роджеру Орру (Roger Orr), Вагнеру Рику (Wagner Rick), Майку Буксасу (Mike Buksas) и Бас Воде (Bas Vodde). Также спасибо всем читателям предварительного издания, которые нашли время указать на ошибки и отметить места, нуждающиеся в уточнении.
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.
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.
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.
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.