Linux Multithread-/Multicore-Programmierung

Zielgruppe:

Software-Entwickler, Software-Architekten, Projektleiter

Voraussetzungen:

Kenntnis der Programmiersprache C

Dauer:

3 Tage

Kursziel:

Dieser Kurs zeigt, wie die Prozessorleistung von Linux-Systemen - insbesondere bei modernen Multicore-Architekturen - bestmöglich genutzt werden kann. Er richtet sich an Softwareentwickler, die neue Applikationen entwickeln oder existierende Anwendungen optimieren müssen, und eignet sich insbesondere auch für die Anwendung unter Embedded Linux. Schwerpunkt des Kurses ist die Vorstellung des Pthread-APIs der NPTL-Bibliothek (Native Posix Threads Library). Dabei wird nicht nur der Funktionsumfang der Threadbibliothek eingehend behandelt, sondern auch auf mögliche Probleme und Lösungen, sowie auf Richtlinien für einen guten Softwareentwurf eingegangen. Darüber hinaus zeigt der Kurs aber auch, um wie viel einfacher eine Multithread-Applikationsentwicklung mithilfe von OpenMP sein kann, und bietet somit einen Einblick in eine völlig andere Art der Softwareentwicklung für Multithreading-Systeme.

Inhalt:

Einführung

Prinzipielle Funktionsweise eines Threads
Zuordnung von Code und Daten
Threads vs. Prozesse
Der Posix Standard und das Pthread API
Das NPTL-Thread-Modell
Schedulingkonzepte
Threadzustände

Threads

Threaderzeugung
Parameterübergabe und Returnwerte
Threadattribute
Prioritäten und Scheduling
- Time Sharing
- Realtime
Threads und Signale
Threadlokaler Speicher
Threadbeendigung

Synchronisation

Flag-Synchronisation
Race Conditions
Mutexe
- Rekursiver Zugriff
- Deadlocks
- Prioritätsinversion
- Ceiling-Priorität
- Fairness
Reader-/Writer-Locks
Semaphore
Condition Variable
Barrieren
Einmal-Initialisierung

Multicore-Programmierung

Wann lohnt sich Multicore?
Amdahl’sches Gesetz
Ansätze zur Leistungsoptimierung
False Sharing
Prozessor-Affinität
Spinlocks
Richtlinien für einen guten Applikationsentwurf

OpenMP

Was ist OpenMP?
Beispiel: Multithreadprogrammierung ohne (explizite) Threads

Nicht genau was Sie suchen?