Discutăm cu Anthony Williams, autorul cărții Concurrency in Action, aflată la a doua ediție. Autorul este pasionat de multithreading, fiind programatorul principal al Boost Thread Library în C++ mulți ani la rând.
Aduceți în cartea dumneavoastră o clarificare esențială legată de diferența dintre paralelism și concurență. Puteți explica aceste două concepte cititorilor noștri?
Anthony Williams: Diferența dintre concurență și paralelism este una de perspectivă.
Când ne referim la paralelism, atenția cade pe modalitatea cea mai bună de a utiliza un hardware pentru a face procesarea. Nu ne dorim să ruleze threaduri multiple, deoarece asta ar provoca comutare (switching) excesivă, iar noi ne dorim să ne asigurăm că nucleele au lucruri utile de făcut în permanență.
Când ne referim la concurență, avem o serie de taskuri pe care le-am putea rula în același timp, deoarece sunt independente unele de altele, dar folosim threaduri pentru a separa responsabilitățile fiecăreia, astfel încât să nu ne ocupăm noi înșine de comutarea sarcinilor de lucru (task switching). De exemplu, dacă pe fundal se realizează verificarea scrierii corecte, ați putea folosi threaduri multiple chiar și pe o mașină cu un singur core pentru a simplifica designul.
Care este metoda preferată de abordare a concurenței? Preferați procese multiple sau threaduri multiple? Există situații în care o abordare este mai bună decât alta?
Anthony Williams: Prefer să folosesc threaduri multiple în loc de procese, deoarece volumul de date care trebuie comunicate între ele este mai redus: puteți transfera date utilizând doar un pointer în loc să folosiți un proces interconectat și scump de comunicare.
Acestea fiind spuse, procesele multiple pot fi mai scalabile, deoarece procesele se pot rula mai ușor pe mașini separate, pentru a obține procesare paralelă în rețea la scară largă. Izolarea intenționată duce și la o arhitectură mai sigură, deoarece se elimină starea mutabilă partajată (mutable shared state).
Aveți sfaturi de evitare a deadlockurilor pentru programatori? Care sunt mecanismele de identificarea a deadlockurilor în codul existent?
Anthony Williams: Nu apelați callbackuri sau cod extern atâta timp cât aveți un lock.
Fiți atenți la ordinea elementelor lock pe care să le păstrați cât mai puțin posibil.
Utilizați un thread sanitizer pentru a detecta problemele.
Ce părere aveți de programarea funcțională în C++? Există o abordare mai bună?
Anthony Williams: C++ este un limbaj multi-paradigmatic, iar stilul funcțional este un mod de a scrie cod. În unele situații este foarte eficient. Cu siguranță, ajută la evitarea problemelor legate de starea mutabilă partajată (shared mutable state) atunci când scriem cod multithread.
Uneori, codul scris în stil funcțional este mai lent sau este mai complicat, deci un alt stil merge mult mai bine. E o negociere permanentă.
Ce implementare thread pool folosiți de obicei?
Anthony Williams: Nu am o implementare pe care să o utilizez mereu. Am una pentru propriul cod ce se dezvoltă în permanență, dar folosesc orice folosesc și clienții mei: TBB, Windows thread pool, etc.
Spuneți-ne care vor fi punctele cheie ale prezentării de la conferința The Developers 2019?
Anthony Williams: Unul din lucrurile cele mai bune care se vor adăuga la C++20 este stop_source/stop_token/jthread package.
stop_source/stop_token face anularea cooperativă mai ușor de gestionat oferind un signal path clar. jthread integrează apoi acest element într-un thread wrapper, astfel încât să puteți opri ușor threadul. La rândul său, threadul poate verifica ușor dacă operațiunea de oprire/terminare a fost lansată. jthread oferă și request-stop-and-join automat în momentul distrugerii, ceea ce determină un tip RAII "efectiv". Este un bun înlocuitor pentru std::thread.
De asemenea, îmi place foarte mult și noul tip latch. Îl folosesc mereu pentru a testa codul multithread.
Voi vorbi și despre co-rutine, și executori, dar nu numai.
de Ovidiu Mățan
de Ioana Negruț
