Тема 9. Багатопотокове програмування мовою C++ та паралельні алгоритми стандартної бібліотеки

Мета: ознайомитися із засобами багатопотокового програмування стандартної бібліотеки C++ та паралельними алгоритмами з політиками виконання; навчитися створювати й збирати проєкти за допомогою CMake, пресетів і Ninja, запускати потоки std::jthread із кооперативною зупинкою, синхронізувати їх м’ютексами, умовними змінними, семафорами та атомарними змінними, отримувати результати через std::future; опанувати вимірювання прискорення й пошук гонитв даних за допомогою ThreadSanitizer.

Зміст лекції

1. GCC, CMake, Ninja і CLion — Інструменти: GCC, CMake, Ninja і CLion · Збирання проєкту: CMake і Ninja
2. Потоки та синхронізація в C++ — Потоки std::thread і std::jthread · М’ютекси та блокування · Умовні змінні, семафори, latch і barrier
3. Атомарні операції та асинхронні результати — Атомарні операції · Асинхронні результати: async, future, promise · Пул потоків
4. Паралельні алгоритми та діагностика — Паралельні алгоритми стандартної бібліотеки · Пошук помилок: ThreadSanitizer і налагоджувач · Вимірювання продуктивності
5. Приклади та типові помилки — Приклади програм · Типові помилки

Практика та контроль

• Практика — 3 розібрані приклади з повним кодом і результатами виконання
• Завдання — 30 варіантів, кожен має завдання трьох рівнів складності
• Підсумки — висновки, питання для самоперевірки та корисні посилання