多核编程基础与实战

"多核编程入门.pdf" 这篇文档是一份多核编程的入门教程，旨在帮助初学者理解和掌握多核编程的基本概念和技术。作者通过整理国内外相关网站的信息以及自己的实践经验，分享了关于多核编程的知识。 一、并发与并行的区别： 在多核编程中，了解并发与并行的概念至关重要。串行是指程序按照单一顺序执行，而并发则指多个任务看似同时进行，但实际可能交替执行。并行则意味着多个任务真正地在同一时刻执行，这在多核处理器中实现。 二、多核体系架构： 多核处理器是指含有两个或更多独立处理单元的芯片，它们能够同时处理多个线程。随着技术发展，多核已经成为主流趋势。文档中给出了一个多核处理器的架构示例，并介绍了Linux线程核绑定，包括核亲和性绑定和资源控制cgroup，用于优化多核环境下的任务分配。 三、内存模型： 内存模型涉及到操作原子性、缓存一致性和顺序一致性。原子性确保某个操作不会被中断，硬件原子操作和总线锁是实现原子性的方法。缓存一致性是多核系统中的关键问题，如MESI协议保证了不同处理器间缓存的一致性。顺序一致性则是指内存访问的顺序规则，内存屏障用于防止指令重排序。 四、并发级别： 并发级别包括WAIT-FREEDOM（无等待并发）、LOCK-FREEDOM（无锁并发）、OBSTRUCTION-FREEDOM（无阻塞并发）和BLOCKINGALGORITHM（阻塞并发），这些分类反映了并发控制的不同策略。 五、锁： 锁是并发控制的基础，包括信号量、自旋锁、读写锁、顺序锁和RCU（Read-Copy-Update）等，它们各有优缺点，适用于不同的场景。 六、无锁编程： 无锁编程是一种避免使用锁来实现并发的技术，它提高了性能但设计复杂。 七、并发数据结构和开源库： 文档列举了一些开源的并发库，并对比了无锁哈希表与基于锁的哈希表的性能，强调了在多核环境下无锁数据结构的优势。 八、多核工程实践： 在实际应用中，多核编程在网络设备（如Intel DPDK）、网络游戏和手机开发等领域都有广泛的应用，能显著提升系统性能。 九、参考： 文档末尾列出了相关的参考资料，便于读者深入学习和研究。 这份教程全面介绍了多核编程的基础知识，从理论到实践，对于想要涉足这一领域的开发者来说，是一份非常有价值的入门资料。