英特爾軟件學院係列課程培訓教材：多核多綫程技術 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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英特爾亞太研發有限公司，英特爾軟件學院教材編寫組 編

圖書標籤:

• 多核
• 多綫程
• 英特爾
• 軟件開發
• 並行編程
• 性能優化
• CPU
• Intel軟件學院
• 技術培訓
• 編程技巧

齣版社： 上海交通大學齣版社

ISBN：9787313068705

版次：1

商品編碼：10392565

包裝：平裝

開本：16開

齣版時間：2011-01-01

頁數：265

正文語種：中文

內容簡介

《英特爾軟件學院係列課程培訓教材：多核多綫程技術》就多核體係結構、芯片發展與係統軟件，多性能並行程序，多綫程程序的性能調優方法，多綫程編程方法以及編程中的常見問題等作瞭綜閤講述，處處體現瞭多綫程編程理念與綜閤應用能力的培養。全書深入淺齣，適閤廣大程序員和IT從事人員使用。

目錄

1 多核技術導論
1.1 微處理器發展史
1.1.1 計算機與微處理器
1.1.2 4位、8位與16位微處理器
1.1.3 32位微處理器
1.2 並行計算機
1.2.1 並行處理思想與弗林（Flynn）分類
1.2.2 超級計算機
1.3 片上多核處理器架構
1.3.1 多核芯片
1.3.2 片上多核處理器體係結構
1.3.3 典型多核芯片架構
1.4 操作係統對多核處理器的支持方法
1.4.1 調度與中斷
1.4.2 輸入輸齣係統
1.4.3 存儲管理與文件係統
1.4.4 典型支持多核的操作係統

2 多綫程並行程序性能分析方法綜述
2.1 性能調優周期
2.1.1 搜集性能數據
2.1.2 分析數據並定位性能瓶頸
2.1.3 加速比性能定律
2.1.4 解決性能瓶頸
2.1.5 實現優化措施
2.1.6 測試
2.2 使用Intel Tune進行性能分析
2.2.1 性能分析器功能與使用方法
2.2.2 性能分析器實驗
2.3 MKL數學核心函數庫
2.3.1 MKI。數學核心函數庫功能與特性
2.3.2 MKL數學核心函數庫性能
2.3.3 MKL數學核心函數庫實驗
2.4 Thread Checker綫程檢查器
2.4.1 綫程檢查器功能與使用
2.4.2 綫程檢查器實驗
2.5 Thread Profiler綫程檔案器
2.5.1 綫程檔案器功能與使用
2.5.2 綫程檔案器實驗

3 Intel多核處理器上的性能調優方法
3.1 體係結構無關的性能調優方法
3.1.1 消除循環不變量
3.1.2 減少過程調用
3.1.3 消除不必要的內存存取
3.2 阻礙優化的因素
3.2.1 編譯優化選項
3.2.2 變量彆名
3.2.3 函數調用的邊際效應
3.3 體係結構無關優化的小結
3.4 深入理解Intel多核處理器體係結構
3.4.1 Intel多核處理器微體係結構的顯著特性
3.5 Intel多核處理器體係結構相關的優化
3.5.1 Intel多核處理器微體係結構中對代碼優化的支持

4 多綫程編程方法綜述
4.1 綫程的基本概念
4.1.1 綫程與進程的區彆
4.1.2 用戶級綫程、核心級綫程和硬件綫程
4.1.3 綫程的生命周期
4.2 綫程的同步
4.2.1 競爭條件
4.2.2 臨界區
4.2.3 信號量
4.2.4 鎖
4.2.5 條件變量
4.2.6 綫程的本地存儲
4.2.7 介紹TLS的特性和使用方法
4.3 多綫程編程模型
4.3.1 流水綫
4.3.2 工作組
4.3.3 客戶／服務器方式
4.4 多綫程編程的原則及要點
4.4.1 靜態負載平衡
4.4.2 動態負載平衡
4.4.3 負載平衡的難題
4.4.4 串行化方麵的難題

5 多綫程程序設計中的常見問題及解決途徑
5.1 綫程過多
5.2 數據競爭、死鎖和活鎖
5.2.1 數據競爭
5.2.2 死鎖和活鎖
5.3 競爭激烈的鎖
5.3.1 優先級倒置
5.3.2 鎖競爭激烈的解決方法
5.4 非阻塞算法
5.4.1 比較並交換
5.4.2 原子變量類
5.4.3 非阻塞算法的介紹
5.4.4 ABA問題
5.4.5 cache綫乒乓現象
5.4.6 存儲空間迴收問題
5.4.7 一些建議
5.5 綫程安全函數和庫
5.5.1 理解可重入與綫程安全
5.5.2 函數可重入化
5.5.3 函數綫程安全化
5.6 存儲問題
5.6.1 帶寬
5.6.2 cache的利用
5.6.3 存儲競爭
5.7 Cache相關問題
5.7.1 僞共享
5.7.2 存儲一緻性
5.7.3 當前IA-32體係結構
5.7.4 Itanium體係結構
5.7.5 高級語言
5.8 避免IA-32上的流水綫停頓
5.9 麵嚮高性能的數據組織

6 Unix／Linux多綫程編程
6.1 POSIX的一些基本知識
6.2 POSIX綫程庫
6.2.1 創建綫程
6.2.2 分離和接閤綫程
6.2.3 退齣和取消綫程
6.2.4 用戶級綫程和內核級綫程
6.2.5 綫程的屬性
6.2.6 綫程安全函數
6.2.7 綫程特定數據
……

精彩書摘

7.2.2Windows操作係統中對綫程概念的定義
下麵開始介紹綫程的一些基本概念。
與進程相似，綫程也是由兩個部分構成的：
（1）綫程的內核對象。操作係統用它來對綫程實施管理。
（2）綫程堆棧。它用於維護綫程在執行代碼時需要的所有函數參數和局部變量。
綫程總是在某個進程環境中創建的，而且它的整個壽命期都在該進程中。這意味著綫程在它的進程地址空間中執行代碼，並且在進程的地址空間中對數據進行操作。因此，如果在單進程環境中，有兩個或多個綫程正在運行，那麼這些綫程將共享單個的地址空間。這些綫程能夠執行相同的代碼，對相同的數據進行操作。這些綫程還能共享內核對象句柄，因為句柄錶依賴於每個進程而不是每個綫程存在。
可以預見，進程使用的係統資源會比綫程多得多，因為進程需要更多的地址空間。為進程創建一個虛擬地址空間需要許多係統資源，係統中要保留大量的記錄，這要占用大量的內存。另外，由於.exe和.dll文件要加載到一個地址空間，因此也需要文件資源。而綫程使用的係統資源要少得多，實際上，綫程隻有一個內核對象和一個堆棧，保留的記錄很少，因此隻需要很少的內存。
綫程用於描述進程中的運行路徑，每當進程被初始化時，係統就要創建一個主綫程。對於許多應用程序來說，這個主綫程是應用程序需要的唯一綫程，不過，進程能夠創建更多的綫程來幫助執行他們的操作。設計一個擁有多綫程的應用程序，就會更充分地利用係統資源，擴大該應用程序的功能，比如，當你的計算機擁有兩個CPU時，你的應用程序中有兩個綫程，那麼兩個CPU都將處於繁忙狀態，這就提高瞭程序運行的效率。

前言/序言

　　在多核體係結構齣現以前的近20年裏，程序員們已經習慣瞭由硬件的發展來自然而然地獲得程序性能的提高。即，每當齣現一代新的體係結構平颱，原有的程序無需修改，或者隻需很少的修改，就可以輕而易舉地獲得由摩爾定律所帶來的性能提升。但是，三個主要因素的日益凸顯，使得這一免費午餐即將走到盡頭：第一，係統建造者遇到瞭難以剋服的物理阻礙——太多的發熱量、太多的能量消耗以及過多的能量泄露，阻止瞭通過進一步提高時鍾頻率來提升性能的方法；第二，單個芯片上可以集成的引腳（pin）數目以及帶寬限製，都意味著處理器與內存性能之間的差異隻會越來越大；第三，為瞭解決以上兩個問題，所在處理器體係結構上做的妥協將不足以使得單個處理器核心承擔更高性能的計算需求。因此，要想在現在的多核體係結構上獲得性能的提升，必須在原有的軟件基礎上作齣大幅度的革新。這其中最主要的是利用多綫程技術，充分利用好單個芯片上的多個計算核心，提高程序整體的計算吞吐量。
　　雖然在多核處理器齣現之前，它一直屬於一種比較深奧的理論，但多綫程技術的齣現已經有瞭幾十年的曆史。迄今為止，很多程序員都曾經在一些常見的多綫程程序設計問題上經曆過挫摺。如何解決好這些問題？將是我們在本書中要與讀者們共同探討的重要問題。

《現代並發編程實踐指南》 作者： [此處應填寫作者姓名，例如：張偉、李明] 齣版日期： [此處應填寫齣版日期] 齣版社： [此處應填寫齣版社名稱] 內容梗概： 在當今計算飛速發展的時代，單核處理器的性能提升已逐漸觸及物理極限，而多核處理器的普及則將並發與並行推嚮瞭前颱，成為軟件開發繞不開的核心議題。本書《現代並發編程實踐指南》並非是關於特定硬件架構或特定廠商技術的教材，而是深入探討瞭在多核環境下，如何高效、安全、穩定地進行軟件開發的核心思想、設計模式、核心算法以及實用工具。它旨在為開發者提供一套係統性的理論框架和豐富的實踐經驗，幫助他們掌握駕馭多核處理器的強大能力，編寫齣高性能、高響應速度、高可靠性的現代軟件。 本書的齣發點是，理解並發編程的本質，無論是在 Linux、Windows 還是 macOS 等操作係統上，無論是在 C++、Java、Python 還是 Go 等編程語言中，其背後的基本原理和挑戰是共通的。因此，本書將從基礎概念入手，逐步深入到復雜的並發場景和高級優化技巧。 第一部分：並發編程的基石——理解與規範 第一章：並發、並行與多綫程的本質辨析 本章將清晰界定並發（Concurrency）與並行（Parallelism）這兩個概念，闡釋它們之間的聯係與區彆。 深入剖析綫程（Thread）作為並發執行的基本單元，以及進程（Process）與綫程在資源占用、通信方式上的差異。 探討多核處理器如何支持真正的並行執行，以及如何通過硬件特性（如緩存一緻性、指令流水綫）來影響並發程序的性能。 介紹不同抽象層次的並發模型，如共享內存模型（Shared Memory Model）和消息傳遞模型（Message Passing Model），並分析它們各自的優缺點。 第二章：並發編程的挑戰與陷阱 競態條件（Race Condition）： 詳細解析競態條件的成因，即多個綫程訪問共享數據時，執行順序不確定導緻的結果不可預測。通過生動的實例，展示競態條件可能造成的各種錯誤，從簡單的數據損壞到復雜的邏輯失效。 死鎖（Deadlock）： 深入闡述死鎖産生的四個必要條件（互斥、占有並等待、不可剝奪、循環等待），並提供多種識彆和避免死鎖的策略。 活鎖（Livelock）： 解釋活鎖與死鎖的相似之處，以及其獨特的錶現形式，即綫程不斷嘗試解決衝突，但始終未能取得進展。 飢餓（Starvation）： 分析飢餓現象，即某個綫程由於調度不公，長時間無法獲得所需的資源而無法執行。 性能瓶頸（Performance Bottleneck）： 討論由於不恰當的並發設計，可能導緻資源爭用、綫程切換開銷過大等問題，進而成為應用程序的性能瓶頸。 異常處理與綫程安全（Exception Handling and Thread Safety）： 強調在並發環境中，異常的處理變得更加復雜，以及如何設計綫程安全的代碼。 第三章：原子性、可見性與有序性——內存模型詳解 本章是理解並發編程的關鍵。我們將深入講解 Java 內存模型（JMM）或其他主流平颱（如 C++ 內存模型）的核心概念，包括： 原子性（Atomicity）： 保證一個操作要麼完全執行，要麼不執行，不存在中間狀態。 可見性（Visibility）： 當一個綫程修改瞭共享變量的值，其他綫程能夠立即看到這個修改。 有序性（Ordering）： 程序的執行順序可能會被編譯器和處理器重排序，理解重排序的規則及其對並發程序的影響至關重要。 詳細介紹 `volatile` 關鍵字的作用，以及它如何解決可見性和有序性問題。 探討 `synchronized` 關鍵字的鎖機製，及其在實現原子性和可見性上的作用。 第二部分：並發編程的核心模式與技術 第四章：綫程同步機製——構建安全並發的基礎 互斥鎖（Mutex）： 詳細講解互斥鎖的工作原理，包括加鎖（lock）和解鎖（unlock）操作，以及它們在保護共享資源上的應用。 信號量（Semaphore）： 介紹信號量的概念，如何使用計數器來控製對資源的訪問數量，並應用於生産者-消費者問題等場景。 條件變量（Condition Variable）： 講解條件變量如何與互斥鎖結閤使用，實現綫程間的協作和等待。 讀寫鎖（Read-Write Lock）： 深入分析讀寫鎖的機製，即允許多個讀綫程並發訪問，但隻允許一個寫綫程獨占訪問，從而優化讀多寫少的場景。 屏障（Barrier）： 介紹屏障的用法，用於協調一組綫程，直到所有綫程都到達屏障點，纔能繼續執行。 第五章：並發設計模式——優雅地解決常見並發問題 生産者-消費者模式（Producer-Consumer Pattern）： 詳細解析該模式，包括生産者如何生成數據，消費者如何消費數據，以及如何使用隊列來解耦。 綫程池模式（Thread Pool Pattern）： 介紹綫程池的概念，即預先創建一組綫程，用於執行任務，避免頻繁創建和銷毀綫程的開銷。 單例模式（Singleton Pattern）的並發安全實現： 探討在多綫程環境下，如何安全地實現單例模式。 Future/Promise模式： 講解如何異步地獲取計算結果。 Guarded Suspension模式： 介紹如何安全地等待某個條件滿足。 Immutable Objects模式： 強調不可變對象在並發編程中的優勢，即無需同步即可安全訪問。 第六章：並發數據結構——高效的共享數據管理 綫程安全集閤（Thread-Safe Collections）： 介紹各種語言提供的綫程安全集閤類，如 Java 的 `ConcurrentHashMap`、`ConcurrentLinkedQueue` 等，並分析其內部實現原理。 阻塞隊列（Blocking Queue）： 深入講解阻塞隊列在生産者-消費者模式中的關鍵作用，以及 `ArrayBlockingQueue`、`LinkedBlockingQueue` 等不同類型阻塞隊列的特點。 不可變集閤（Immutable Collections）： 再次強調不可變集閤的綫程安全優勢，以及如何構建和使用它們。 第三部分：高級並發技術與實踐 第七章：並發編程的性能優化 減少鎖的粒度（Reducing Lock Granularity）： 探討如何將大範圍的鎖細化，減少鎖的持有時間，提高並發度。 鎖的升級與降級（Lock Upgrade and Downgrade）： 分析不同場景下鎖的優化策略，如從互斥鎖到讀寫鎖的轉換。 無鎖編程（Lock-Free Programming）： 介紹無鎖數據結構和算法，利用原子操作（Atomic Operations）來避免鎖的引入，從而消除死鎖和活鎖的可能性。 CAS（Compare-And-Swap）原子操作： 詳細講解 CAS 操作的原理，以及如何使用它來實現無鎖數據結構。 綫程局部存儲（Thread-Local Storage）： 介紹綫程局部存儲，使每個綫程擁有自己的私有副本，避免共享數據的衝突。 第八章：並發編程的工具與調試 多綫程調試技巧： 提供在主流 IDE 中進行多綫程程序調試的實用技巧，如斷點設置、綫程視圖、堆棧跟蹤等。 性能分析工具： 介紹常用的性能分析工具（如 Profilers），幫助開發者找齣並發程序中的性能瓶頸。 靜態分析工具： 講解如何利用靜態分析工具（如 FindBugs、SonarQube）來發現潛在的並發問題。 並發測試策略： 提供構建有效的並發測試用例的策略，以覆蓋各種邊界情況和異常場景。 第九章：高級並發主題與未來展望 Actor 模型： 介紹 Actor 模型作為一種更高級的並發模型，如何通過消息傳遞來避免共享內存的復雜性。 響應式編程（Reactive Programming）： 探討響應式編程範式在處理異步數據流和並發事件方麵的優勢。 分布式並發： 簡要介紹分布式環境下的並發挑戰，如分布式鎖、一緻性協議等。 並發編程的未來趨勢： 展望並發技術在未來的發展方嚮，如硬件加速、更高級彆的抽象等。 本書通過豐富的理論講解、詳實的案例分析和實用的代碼示例，旨在幫助讀者建立起紮實的並發編程知識體係，掌握解決復雜並發問題的能力。無論您是初涉並發編程的新手，還是希望提升並發技術功底的資深開發者，都能從本書中獲益匪淺，成為一名更齣色的現代軟件工程師。

評分☆☆☆☆☆

這本書的書名就帶著一股濃濃的“學院派”氣息，這讓我對它的內容深度和係統性充滿瞭期待。我之前看過一些介紹多綫程的書籍，有些過於零散，或者隻是簡單地羅列瞭一些API，對於理解其背後的設計思想和性能調優的策略則語焉不詳。我期望這本教材能夠提供一個紮實的理論基礎，比如詳細解釋綫程模型、同步原語的原理，以及各種並發模式的應用場景和優缺點。更重要的是，我希望它能深入探討多核環境下性能瓶頸的識彆和解決之道，例如如何利用CPU緩存、指令流水綫等底層機製來優化並發程序的性能。如果書中能夠包含一些英特爾平颱特有的優化建議或者利用其特定指令集來提升多綫程性能的實例，那將是非常有價值的。畢竟，能夠站在硬件廠商的角度來講解技術，往往能夠提供更具前瞻性和實操性的指導。

評分☆☆☆☆☆

說實話，我平時接觸到的技術資料，更多的是網上的一些零散文章、博客，或者是一些麵嚮入門級的教程。雖然這些資料在解決眼前具體問題時很有幫助，但往往缺乏係統性和深度，尤其是對於像多核多綫程這樣復雜的技術領域，很容易形成“碎片化”的知識體係，導緻遇到更復雜的問題時就束手無策。我一直在尋找一本能夠幫我構建起一個完整、紮實的知識框架的書籍。我希望這本《英特爾軟件學院係列課程培訓教材》能夠做到這一點，它不僅僅是簡單地介紹API的使用，而是能夠從更高的層麵去解析多核多綫程的原理，幫助我理解為什麼需要這些技術，它們是如何工作的，以及在實際開發中應該遵循哪些設計原則和最佳實踐。我希望這本書能夠填補我知識體係中的空白，讓我能夠更自信地應對各種並發編程的挑戰。

評分☆☆☆☆☆

對於多核多綫程這個話題，我一直覺得它既熟悉又陌生。熟悉是因為日常的編程工作中，稍不留意就會踩到相關的坑，比如競態條件、死鎖等等，這些都是我們開發過程中避不開的難題。陌生是因為，要真正理解其底層原理，掌握高效的並發編程技巧，卻需要係統性的學習和深入的鑽研。我一直想找一本能夠循序漸進、理論與實踐相結閤的書籍來係統梳理一下這方麵的知識，尤其是在多核處理器日益普及的今天，這方麵的能力更是程序員的核心競爭力之一。我特彆關注的是，這本書能否提供一些切實可行的優化方案和調試技巧，因為很多時候，理論知識固然重要，但如何將這些理論轉化為實際的性能提升，纔是最考驗真功夫的。我對那些能夠解答“為什麼”和“怎麼做”的書籍情有獨鍾，希望這本書能滿足我的期待，讓我不再僅僅停留在“會用”的層麵，而是真正“懂”多核多綫程。

評分☆☆☆☆☆

這本《英特爾軟件學院係列課程培訓教材：多核多綫程技術》的封麵設計就透露齣一種沉穩而專業的調調。銀灰色的主色調，搭配著英特爾標誌性的藍色，字體的選擇也很是規整，絲毫沒有花哨的設計，一看就知道是走硬核技術路綫的。我之前接觸過不少技術類書籍，有些排版過於密集，看著就頭疼，但這本教材的排版我倒是挺欣賞的。字體大小適中，行間距也留得恰到好處，即使內容再多，也不會讓人産生壓迫感。每章的開頭都會有一個簡要的目錄，方便讀者快速瞭解本章的學習重點，這一點對於我這種時間寶貴的開發者來說，簡直是福音。而且，教材中穿插的圖示和代碼片段，都經過精心設計，清晰明瞭，不會因為過度的圖形化而顯得幼稚，也不會因為代碼量大而顯得雜亂。總而言之，從這本書的“顔值”和“內涵”來看，我對其內容質量已經有瞭初步的信心，相信它能提供一個良好、高效的學習體驗，讓我能專注於核心的技術內容，而不是被糟糕的閱讀體驗所乾擾。

評分☆☆☆☆☆

我對這本書的期待，更多地是源於其“英特爾”這個品牌背書。英特爾作為CPU領域的領導者，其在多核技術方麵的深厚積纍和前沿研究，自然是毋庸置疑的。因此，我期望這本由英特爾官方推齣的培訓教材，能夠提供最權威、最前沿的多核多綫程技術解析。我希望它能不僅僅停留在對通用並發編程概念的講解，而是能更深入地結閤英特爾處理器架構的特點，例如其指令集、緩存一緻性協議、調度器等，來講解如何最大限度地發揮多核處理器的性能。我非常感興趣的是，書中是否會包含一些針對英特爾特定平颱進行優化的案例分析，或者介紹如何利用英特爾提供的開發工具和庫來提升並發程序的效率。如果能夠學到如何“用好”英特爾的硬件來寫齣高性能的多綫程程序，那將是我最大的收獲。

評分☆☆☆☆☆

可以獲得一定積分奬勵可以獲得一定積分奬勵

評分☆☆☆☆☆

實用性很強的書，比較實際

評分☆☆☆☆☆

書剛收到已經摺頁，質量不好

評分☆☆☆☆☆

實用性很強的書，比較實際

評分☆☆☆☆☆

還行，不錯。。。。。。。。

評分☆☆☆☆☆

英特爾 就是牛，多核架構 很值得學習

評分☆☆☆☆☆

瞭解多綫程的入門知識

評分☆☆☆☆☆

物廉價美,還沒有看.

評分☆☆☆☆☆

還可以，就是內容太簡單太少瞭，科普都嫌少