英特尔软件学院系列课程培训教材：多核多线程技术 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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英特尔亚太研发有限公司，英特尔软件学院教材编写组 编

图书标签:

• 多核
• 多线程
• 英特尔
• 软件开发
• 并行编程
• 性能优化
• CPU
• Intel软件学院
• 技术培训
• 编程技巧

出版社： 上海交通大学出版社

ISBN：9787313068705

版次：1

商品编码：10392565

包装：平装

开本：16开

出版时间：2011-01-01

页数：265

正文语种：中文

内容简介

《英特尔软件学院系列课程培训教材：多核多线程技术》就多核体系结构、芯片发展与系统软件，多性能并行程序，多线程程序的性能调优方法，多线程编程方法以及编程中的常见问题等作了综合讲述，处处体现了多线程编程理念与综合应用能力的培养。全书深入浅出，适合广大程序员和IT从事人员使用。

目录

1 多核技术导论
1.1 微处理器发展史
1.1.1 计算机与微处理器
1.1.2 4位、8位与16位微处理器
1.1.3 32位微处理器
1.2 并行计算机
1.2.1 并行处理思想与弗林（Flynn）分类
1.2.2 超级计算机
1.3 片上多核处理器架构
1.3.1 多核芯片
1.3.2 片上多核处理器体系结构
1.3.3 典型多核芯片架构
1.4 操作系统对多核处理器的支持方法
1.4.1 调度与中断
1.4.2 输入输出系统
1.4.3 存储管理与文件系统
1.4.4 典型支持多核的操作系统

2 多线程并行程序性能分析方法综述
2.1 性能调优周期
2.1.1 搜集性能数据
2.1.2 分析数据并定位性能瓶颈
2.1.3 加速比性能定律
2.1.4 解决性能瓶颈
2.1.5 实现优化措施
2.1.6 测试
2.2 使用Intel Tune进行性能分析
2.2.1 性能分析器功能与使用方法
2.2.2 性能分析器实验
2.3 MKL数学核心函数库
2.3.1 MKI。数学核心函数库功能与特性
2.3.2 MKL数学核心函数库性能
2.3.3 MKL数学核心函数库实验
2.4 Thread Checker线程检查器
2.4.1 线程检查器功能与使用
2.4.2 线程检查器实验
2.5 Thread Profiler线程档案器
2.5.1 线程档案器功能与使用
2.5.2 线程档案器实验

3 Intel多核处理器上的性能调优方法
3.1 体系结构无关的性能调优方法
3.1.1 消除循环不变量
3.1.2 减少过程调用
3.1.3 消除不必要的内存存取
3.2 阻碍优化的因素
3.2.1 编译优化选项
3.2.2 变量别名
3.2.3 函数调用的边际效应
3.3 体系结构无关优化的小结
3.4 深入理解Intel多核处理器体系结构
3.4.1 Intel多核处理器微体系结构的显著特性
3.5 Intel多核处理器体系结构相关的优化
3.5.1 Intel多核处理器微体系结构中对代码优化的支持

4 多线程编程方法综述
4.1 线程的基本概念
4.1.1 线程与进程的区别
4.1.2 用户级线程、核心级线程和硬件线程
4.1.3 线程的生命周期
4.2 线程的同步
4.2.1 竞争条件
4.2.2 临界区
4.2.3 信号量
4.2.4 锁
4.2.5 条件变量
4.2.6 线程的本地存储
4.2.7 介绍TLS的特性和使用方法
4.3 多线程编程模型
4.3.1 流水线
4.3.2 工作组
4.3.3 客户／服务器方式
4.4 多线程编程的原则及要点
4.4.1 静态负载平衡
4.4.2 动态负载平衡
4.4.3 负载平衡的难题
4.4.4 串行化方面的难题

5 多线程程序设计中的常见问题及解决途径
5.1 线程过多
5.2 数据竞争、死锁和活锁
5.2.1 数据竞争
5.2.2 死锁和活锁
5.3 竞争激烈的锁
5.3.1 优先级倒置
5.3.2 锁竞争激烈的解决方法
5.4 非阻塞算法
5.4.1 比较并交换
5.4.2 原子变量类
5.4.3 非阻塞算法的介绍
5.4.4 ABA问题
5.4.5 cache线乒乓现象
5.4.6 存储空间回收问题
5.4.7 一些建议
5.5 线程安全函数和库
5.5.1 理解可重入与线程安全
5.5.2 函数可重入化
5.5.3 函数线程安全化
5.6 存储问题
5.6.1 带宽
5.6.2 cache的利用
5.6.3 存储竞争
5.7 Cache相关问题
5.7.1 伪共享
5.7.2 存储一致性
5.7.3 当前IA-32体系结构
5.7.4 Itanium体系结构
5.7.5 高级语言
5.8 避免IA-32上的流水线停顿
5.9 面向高性能的数据组织

6 Unix／Linux多线程编程
6.1 POSIX的一些基本知识
6.2 POSIX线程库
6.2.1 创建线程
6.2.2 分离和接合线程
6.2.3 退出和取消线程
6.2.4 用户级线程和内核级线程
6.2.5 线程的属性
6.2.6 线程安全函数
6.2.7 线程特定数据
……

精彩书摘

7.2.2Windows操作系统中对线程概念的定义
下面开始介绍线程的一些基本概念。
与进程相似，线程也是由两个部分构成的：
（1）线程的内核对象。操作系统用它来对线程实施管理。
（2）线程堆栈。它用于维护线程在执行代码时需要的所有函数参数和局部变量。
线程总是在某个进程环境中创建的，而且它的整个寿命期都在该进程中。这意味着线程在它的进程地址空间中执行代码，并且在进程的地址空间中对数据进行操作。因此，如果在单进程环境中，有两个或多个线程正在运行，那么这些线程将共享单个的地址空间。这些线程能够执行相同的代码，对相同的数据进行操作。这些线程还能共享内核对象句柄，因为句柄表依赖于每个进程而不是每个线程存在。
可以预见，进程使用的系统资源会比线程多得多，因为进程需要更多的地址空间。为进程创建一个虚拟地址空间需要许多系统资源，系统中要保留大量的记录，这要占用大量的内存。另外，由于.exe和.dll文件要加载到一个地址空间，因此也需要文件资源。而线程使用的系统资源要少得多，实际上，线程只有一个内核对象和一个堆栈，保留的记录很少，因此只需要很少的内存。
线程用于描述进程中的运行路径，每当进程被初始化时，系统就要创建一个主线程。对于许多应用程序来说，这个主线程是应用程序需要的唯一线程，不过，进程能够创建更多的线程来帮助执行他们的操作。设计一个拥有多线程的应用程序，就会更充分地利用系统资源，扩大该应用程序的功能，比如，当你的计算机拥有两个CPU时，你的应用程序中有两个线程，那么两个CPU都将处于繁忙状态，这就提高了程序运行的效率。

前言/序言

　　在多核体系结构出现以前的近20年里，程序员们已经习惯了由硬件的发展来自然而然地获得程序性能的提高。即，每当出现一代新的体系结构平台，原有的程序无需修改，或者只需很少的修改，就可以轻而易举地获得由摩尔定律所带来的性能提升。但是，三个主要因素的日益凸显，使得这一免费午餐即将走到尽头：第一，系统建造者遇到了难以克服的物理阻碍——太多的发热量、太多的能量消耗以及过多的能量泄露，阻止了通过进一步提高时钟频率来提升性能的方法；第二，单个芯片上可以集成的引脚（pin）数目以及带宽限制，都意味着处理器与内存性能之间的差异只会越来越大；第三，为了解决以上两个问题，所在处理器体系结构上做的妥协将不足以使得单个处理器核心承担更高性能的计算需求。因此，要想在现在的多核体系结构上获得性能的提升，必须在原有的软件基础上作出大幅度的革新。这其中最主要的是利用多线程技术，充分利用好单个芯片上的多个计算核心，提高程序整体的计算吞吐量。
　　虽然在多核处理器出现之前，它一直属于一种比较深奥的理论，但多线程技术的出现已经有了几十年的历史。迄今为止，很多程序员都曾经在一些常见的多线程程序设计问题上经历过挫折。如何解决好这些问题？将是我们在本书中要与读者们共同探讨的重要问题。

《现代并发编程实践指南》 作者： [此处应填写作者姓名，例如：张伟、李明] 出版日期： [此处应填写出版日期] 出版社： [此处应填写出版社名称] 内容梗概： 在当今计算飞速发展的时代，单核处理器的性能提升已逐渐触及物理极限，而多核处理器的普及则将并发与并行推向了前台，成为软件开发绕不开的核心议题。本书《现代并发编程实践指南》并非是关于特定硬件架构或特定厂商技术的教材，而是深入探讨了在多核环境下，如何高效、安全、稳定地进行软件开发的核心思想、设计模式、核心算法以及实用工具。它旨在为开发者提供一套系统性的理论框架和丰富的实践经验，帮助他们掌握驾驭多核处理器的强大能力，编写出高性能、高响应速度、高可靠性的现代软件。 本书的出发点是，理解并发编程的本质，无论是在 Linux、Windows 还是 macOS 等操作系统上，无论是在 C++、Java、Python 还是 Go 等编程语言中，其背后的基本原理和挑战是共通的。因此，本书将从基础概念入手，逐步深入到复杂的并发场景和高级优化技巧。 第一部分：并发编程的基石——理解与规范 第一章：并发、并行与多线程的本质辨析 本章将清晰界定并发（Concurrency）与并行（Parallelism）这两个概念，阐释它们之间的联系与区别。 深入剖析线程（Thread）作为并发执行的基本单元，以及进程（Process）与线程在资源占用、通信方式上的差异。 探讨多核处理器如何支持真正的并行执行，以及如何通过硬件特性（如缓存一致性、指令流水线）来影响并发程序的性能。 介绍不同抽象层次的并发模型，如共享内存模型（Shared Memory Model）和消息传递模型（Message Passing Model），并分析它们各自的优缺点。 第二章：并发编程的挑战与陷阱 竞态条件（Race Condition）： 详细解析竞态条件的成因，即多个线程访问共享数据时，执行顺序不确定导致的结果不可预测。通过生动的实例，展示竞态条件可能造成的各种错误，从简单的数据损坏到复杂的逻辑失效。 死锁（Deadlock）： 深入阐述死锁产生的四个必要条件（互斥、占有并等待、不可剥夺、循环等待），并提供多种识别和避免死锁的策略。 活锁（Livelock）： 解释活锁与死锁的相似之处，以及其独特的表现形式，即线程不断尝试解决冲突，但始终未能取得进展。 饥饿（Starvation）： 分析饥饿现象，即某个线程由于调度不公，长时间无法获得所需的资源而无法执行。 性能瓶颈（Performance Bottleneck）： 讨论由于不恰当的并发设计，可能导致资源争用、线程切换开销过大等问题，进而成为应用程序的性能瓶颈。 异常处理与线程安全（Exception Handling and Thread Safety）： 强调在并发环境中，异常的处理变得更加复杂，以及如何设计线程安全的代码。 第三章：原子性、可见性与有序性——内存模型详解 本章是理解并发编程的关键。我们将深入讲解 Java 内存模型（JMM）或其他主流平台（如 C++ 内存模型）的核心概念，包括： 原子性（Atomicity）： 保证一个操作要么完全执行，要么不执行，不存在中间状态。 可见性（Visibility）： 当一个线程修改了共享变量的值，其他线程能够立即看到这个修改。 有序性（Ordering）： 程序的执行顺序可能会被编译器和处理器重排序，理解重排序的规则及其对并发程序的影响至关重要。 详细介绍 `volatile` 关键字的作用，以及它如何解决可见性和有序性问题。 探讨 `synchronized` 关键字的锁机制，及其在实现原子性和可见性上的作用。 第二部分：并发编程的核心模式与技术 第四章：线程同步机制——构建安全并发的基础 互斥锁（Mutex）： 详细讲解互斥锁的工作原理，包括加锁（lock）和解锁（unlock）操作，以及它们在保护共享资源上的应用。 信号量（Semaphore）： 介绍信号量的概念，如何使用计数器来控制对资源的访问数量，并应用于生产者-消费者问题等场景。 条件变量（Condition Variable）： 讲解条件变量如何与互斥锁结合使用，实现线程间的协作和等待。 读写锁（Read-Write Lock）： 深入分析读写锁的机制，即允许多个读线程并发访问，但只允许一个写线程独占访问，从而优化读多写少的场景。 屏障（Barrier）： 介绍屏障的用法，用于协调一组线程，直到所有线程都到达屏障点，才能继续执行。 第五章：并发设计模式——优雅地解决常见并发问题 生产者-消费者模式（Producer-Consumer Pattern）： 详细解析该模式，包括生产者如何生成数据，消费者如何消费数据，以及如何使用队列来解耦。 线程池模式（Thread Pool Pattern）： 介绍线程池的概念，即预先创建一组线程，用于执行任务，避免频繁创建和销毁线程的开销。 单例模式（Singleton Pattern）的并发安全实现： 探讨在多线程环境下，如何安全地实现单例模式。 Future/Promise模式： 讲解如何异步地获取计算结果。 Guarded Suspension模式： 介绍如何安全地等待某个条件满足。 Immutable Objects模式： 强调不可变对象在并发编程中的优势，即无需同步即可安全访问。 第六章：并发数据结构——高效的共享数据管理 线程安全集合（Thread-Safe Collections）： 介绍各种语言提供的线程安全集合类，如 Java 的 `ConcurrentHashMap`、`ConcurrentLinkedQueue` 等，并分析其内部实现原理。 阻塞队列（Blocking Queue）： 深入讲解阻塞队列在生产者-消费者模式中的关键作用，以及 `ArrayBlockingQueue`、`LinkedBlockingQueue` 等不同类型阻塞队列的特点。 不可变集合（Immutable Collections）： 再次强调不可变集合的线程安全优势，以及如何构建和使用它们。 第三部分：高级并发技术与实践 第七章：并发编程的性能优化 减少锁的粒度（Reducing Lock Granularity）： 探讨如何将大范围的锁细化，减少锁的持有时间，提高并发度。 锁的升级与降级（Lock Upgrade and Downgrade）： 分析不同场景下锁的优化策略，如从互斥锁到读写锁的转换。 无锁编程（Lock-Free Programming）： 介绍无锁数据结构和算法，利用原子操作（Atomic Operations）来避免锁的引入，从而消除死锁和活锁的可能性。 CAS（Compare-And-Swap）原子操作： 详细讲解 CAS 操作的原理，以及如何使用它来实现无锁数据结构。 线程局部存储（Thread-Local Storage）： 介绍线程局部存储，使每个线程拥有自己的私有副本，避免共享数据的冲突。 第八章：并发编程的工具与调试 多线程调试技巧： 提供在主流 IDE 中进行多线程程序调试的实用技巧，如断点设置、线程视图、堆栈跟踪等。 性能分析工具： 介绍常用的性能分析工具（如 Profilers），帮助开发者找出并发程序中的性能瓶颈。 静态分析工具： 讲解如何利用静态分析工具（如 FindBugs、SonarQube）来发现潜在的并发问题。 并发测试策略： 提供构建有效的并发测试用例的策略，以覆盖各种边界情况和异常场景。 第九章：高级并发主题与未来展望 Actor 模型： 介绍 Actor 模型作为一种更高级的并发模型，如何通过消息传递来避免共享内存的复杂性。 响应式编程（Reactive Programming）： 探讨响应式编程范式在处理异步数据流和并发事件方面的优势。 分布式并发： 简要介绍分布式环境下的并发挑战，如分布式锁、一致性协议等。 并发编程的未来趋势： 展望并发技术在未来的发展方向，如硬件加速、更高级别的抽象等。 本书通过丰富的理论讲解、详实的案例分析和实用的代码示例，旨在帮助读者建立起扎实的并发编程知识体系，掌握解决复杂并发问题的能力。无论您是初涉并发编程的新手，还是希望提升并发技术功底的资深开发者，都能从本书中获益匪浅，成为一名更出色的现代软件工程师。

评分☆☆☆☆☆

这本书的书名就带着一股浓浓的“学院派”气息，这让我对它的内容深度和系统性充满了期待。我之前看过一些介绍多线程的书籍，有些过于零散，或者只是简单地罗列了一些API，对于理解其背后的设计思想和性能调优的策略则语焉不详。我期望这本教材能够提供一个扎实的理论基础，比如详细解释线程模型、同步原语的原理，以及各种并发模式的应用场景和优缺点。更重要的是，我希望它能深入探讨多核环境下性能瓶颈的识别和解决之道，例如如何利用CPU缓存、指令流水线等底层机制来优化并发程序的性能。如果书中能够包含一些英特尔平台特有的优化建议或者利用其特定指令集来提升多线程性能的实例，那将是非常有价值的。毕竟，能够站在硬件厂商的角度来讲解技术，往往能够提供更具前瞻性和实操性的指导。

评分☆☆☆☆☆

这本《英特尔软件学院系列课程培训教材：多核多线程技术》的封面设计就透露出一种沉稳而专业的调调。银灰色的主色调，搭配着英特尔标志性的蓝色，字体的选择也很是规整，丝毫没有花哨的设计，一看就知道是走硬核技术路线的。我之前接触过不少技术类书籍，有些排版过于密集，看着就头疼，但这本教材的排版我倒是挺欣赏的。字体大小适中，行间距也留得恰到好处，即使内容再多，也不会让人产生压迫感。每章的开头都会有一个简要的目录，方便读者快速了解本章的学习重点，这一点对于我这种时间宝贵的开发者来说，简直是福音。而且，教材中穿插的图示和代码片段，都经过精心设计，清晰明了，不会因为过度的图形化而显得幼稚，也不会因为代码量大而显得杂乱。总而言之，从这本书的“颜值”和“内涵”来看，我对其内容质量已经有了初步的信心，相信它能提供一个良好、高效的学习体验，让我能专注于核心的技术内容，而不是被糟糕的阅读体验所干扰。

评分☆☆☆☆☆

说实话，我平时接触到的技术资料，更多的是网上的一些零散文章、博客，或者是一些面向入门级的教程。虽然这些资料在解决眼前具体问题时很有帮助，但往往缺乏系统性和深度，尤其是对于像多核多线程这样复杂的技术领域，很容易形成“碎片化”的知识体系，导致遇到更复杂的问题时就束手无策。我一直在寻找一本能够帮我构建起一个完整、扎实的知识框架的书籍。我希望这本《英特尔软件学院系列课程培训教材》能够做到这一点，它不仅仅是简单地介绍API的使用，而是能够从更高的层面去解析多核多线程的原理，帮助我理解为什么需要这些技术，它们是如何工作的，以及在实际开发中应该遵循哪些设计原则和最佳实践。我希望这本书能够填补我知识体系中的空白，让我能够更自信地应对各种并发编程的挑战。

评分☆☆☆☆☆

对于多核多线程这个话题，我一直觉得它既熟悉又陌生。熟悉是因为日常的编程工作中，稍不留意就会踩到相关的坑，比如竞态条件、死锁等等，这些都是我们开发过程中避不开的难题。陌生是因为，要真正理解其底层原理，掌握高效的并发编程技巧，却需要系统性的学习和深入的钻研。我一直想找一本能够循序渐进、理论与实践相结合的书籍来系统梳理一下这方面的知识，尤其是在多核处理器日益普及的今天，这方面的能力更是程序员的核心竞争力之一。我特别关注的是，这本书能否提供一些切实可行的优化方案和调试技巧，因为很多时候，理论知识固然重要，但如何将这些理论转化为实际的性能提升，才是最考验真功夫的。我对那些能够解答“为什么”和“怎么做”的书籍情有独钟，希望这本书能满足我的期待，让我不再仅仅停留在“会用”的层面，而是真正“懂”多核多线程。

评分☆☆☆☆☆

我对这本书的期待，更多地是源于其“英特尔”这个品牌背书。英特尔作为CPU领域的领导者，其在多核技术方面的深厚积累和前沿研究，自然是毋庸置疑的。因此，我期望这本由英特尔官方推出的培训教材，能够提供最权威、最前沿的多核多线程技术解析。我希望它能不仅仅停留在对通用并发编程概念的讲解，而是能更深入地结合英特尔处理器架构的特点，例如其指令集、缓存一致性协议、调度器等，来讲解如何最大限度地发挥多核处理器的性能。我非常感兴趣的是，书中是否会包含一些针对英特尔特定平台进行优化的案例分析，或者介绍如何利用英特尔提供的开发工具和库来提升并发程序的效率。如果能够学到如何“用好”英特尔的硬件来写出高性能的多线程程序，那将是我最大的收获。

评分☆☆☆☆☆

还可以，讲的比较细致

评分☆☆☆☆☆

英特尔 就是牛，多核架构 很值得学习

评分☆☆☆☆☆

太贵了，内容很少，不值得买，后悔了。

评分☆☆☆☆☆

还行，不错。。。。。。。。

评分☆☆☆☆☆

值得买，对多线程编程很有用

评分☆☆☆☆☆

不错，真正看不错，真正看不错，真正看不错，真正看不错，真正看不错，真正看不错，真正看不错，真正看不错，真正看不错，真正看不错，真正看不错，真正看不错，真正看不错，真正看不错

评分☆☆☆☆☆

很不错的书。值得拥有。

评分☆☆☆☆☆

包裝好+書正+出貨速度快+OK

评分☆☆☆☆☆

还在学习，不知道内容如何，书比较薄，，，