C#并行编程高级教程

第1章 基于任务的程序设计

1.1 使用共享内存的多核系统

1.1.1 共享内存多核系统与分布式内存系统之间的区别

1.1.2 并行程序设计和多核程序设计

1.2 理解硬件线程和软件线程

1.3 理解Amdahl法则

1.4 考虑Gustafson法则

1.5 使用轻量级并发模型

1.6 创建成功的基于任务的设计

1.6.1 以并发的思想指导设计

1.6.2 理解交错并发、并发和并行之间的区别

1.6.3 并行化任务

1.6.4 尽量减少临界区

1.6.5 理解多核并行程序的设计原则

1.7 为NUMA架构和更高的可扩展性做好准备

1.8 判断是否适合并行化

1.9 小结

第2章 命令式数据并行

2.1 加载并行任务

2.1.1 System.Threading.Tasks.Parallel类

2.1.2 Parallel.Invoke

2.2 将串行代码转换为并行代码

2.2.1 检测可并行化的热点

2.2.2 测量并行执行的加速效果

2.2.3 理解并发执行

2.3 循环并行化

2.3.1 Parallel.For

2.3.2 Parallel.ForEach

2.3.3 从并行循环中退出

2.4 指定并行度

2.4.1 ParallelOptions

2.4.2 计算硬件线程

2.4.3 逻辑内核并不是物理内核

2.5 通过甘特图检测临界区

2.6 小结

第3章 命令式任务并行

3.1 创建和管理任务

3.1.1 System.Threading.Tasks.Task

3.1.2 理解Task状态和生命周期

3.1.3 通过使用任务来对代码进行并行化

3.1.4 等待任务完成

3.1.5 忘记复杂的线程

3.1.6 通过取消标记取消任务

3.1.7 从任务返回值

3.1.8 TaskCreationOptions

3.1.9 通过延续串联多个任务

3.1.10 编写适应并发和并行的代码

3.2 小结

第4章 并发集合

4.1 理解并发集合提供的功能

4.1.1 System.Collections.Concurrent

4.1.2 ConcurrentQueue

4.1.3 理解并行的生产者-消费者模式

4.1.4 ConcurrentStack

4.1.5 将使用数组和不安全集合的代码转换为使用并发集合的代码

4.1.6 ConcurrentBag

4.1.7 IProducerConsumerCollection

4.1.8 BlockingCollection

4.1.9 ConcurrentDictionary

4.2 小结

第5章 协调数据结构

5.1 通过汽车和车道理解并发难题

5.1.1 非预期的副作用

5.1.2 竞争条件

5.1.3 死锁

5.1.4 使用原子操作的无锁算法

5.1.5 使用本地存储的无锁算法

5.2 理解新的同步机制

5.3 使用同步原语

5.3.1 通过屏障同步并发任务

5.3.2 屏障和ContinueWhenAll

5.3.3 在所有的参与者任务中捕捉异常

5.3.4 使用超时

5.3.5 使用动态数目的参与者

5.4 使用互斥锁

5.4.1 使用Monitor

5.4.2 使用锁超时

5.4.3 将代码重构为避免使用锁

5.5 将自旋锁用作互斥锁原语

5.5.1 使用超时

5.5.2 使用基于自旋的等待

5.5.3 自旋和处理器出让

5.5.4 使用volatile修饰符

5.6 使用轻量级的手动重置事件

5.6.1 使用ManualResetEventSlim进行自旋和等待

5.6.2 使用超时和取消

5.6.3 使用ManualResetEvent

5.7 限制资源的并发访问

5.7.1 使用SemaphoreSlim

5.7.2 使用超时和取消

5.7.3 使用 Semaphore

5.8 通过CountdownEvent简化动态fork和join场景

5.9 使用原子操作

5.10 小结

第6章 PLINQ：声明式数据并行

6.1 从LINQ转换到PLINQ

6.1.1 ParallelEnumerable及其AsParallel方法

6.1.2 AsOrdered和orderby子句

6.2 指定执行模式

6.3 理解PLINQ中的数据分区

6.4 通过PLINQ执行归约操作

6.5 创建自定义的PLINQ聚合函数

6.6 并发PLINQ任务

6.7 取消PLINQ

6.8 指定所需的并行度

6.8.1 WithDegreeOfParallelism

6.8.2 测量可扩展性

6.9 使用ForAll

6.9.1 foreach和ForAll的区别

6.9.2 测量可扩展性

6.10 通过WithMergeOptions配置返回结果的方式

6.11 处理PLINQ抛出的异常

6.12 使用PLINQ执行MapReduce算法

6.13 使用PLINQ设计串行多步操作

6.14 小结

第7章 Visual Studio 2010的任务调试能力

7.1 充分利用多显示器的支持

7.2 理解并行任务调试器窗口

7.3 查看Parallel Stacks图

……

第8章 线程池

第9章 异步编程模型

第10章 并行测试和调优

第11章 向量化、SIMD指令以及其他并行库

附录A .NET 4中与并行相关的类图

附录B 并发UML模型

附录C Parallel Extensions Extras

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