C# – Współbieżność – Wiedza Informatyczna

Tworząc różnego rodzaju aplikacje (np. WPF, Windows Forms), prawdopodobnie wiele razy spotykałeś się z problemem chwilowego “zamarzania” aplikacji, podczas gdy ta wykonywała intensywne obliczenia. Aby napisać aplikację, która będzie pozbawiona tego zachowania musisz zaznajomić się z pojęciem współbieżności i asynchroniczności.

Jak się domyślasz, skupie się w tym wpisie głównie na współbieżności, a o asynchroniczności powstanie osobny wpis.

Co daje nam współbieżność?

Efekt chwilowego zamarzania aplikacji to tylko jeden z wielu problemów, które rozwiązuje współbieżność. Jest wiele scenariuszy, przy których wykorzystujemy współbieżność, powinieś zapamiętać chociaż te poniżej, gdyż jest to przydatna wiedza (np. podczas rozmowy o pracę 🙂 ).

Responsywny interfejs użytkownika – po kliknięciu w przycisk proces wykonuje się w tle.

Jednoczesne przetwarzanie żądań – serwis internetowy obsługuje wielu klientów jednocześnie, a nie każdego z osobna.

Programowanie równoległe – niektóre programy, przetwarzające bardzo dużą liczbę informacji wymagają rozłożenia obciązenia na wiele wątków, w celu zdecydowanego przyspieszenia wykonywanych operacji.

Jak kod realizowany jest współbieżnie?

Mechanizm umożliwiający programowi na równoległe wykonywanie kodu nazywany jest wielowątkowością. I tu pojawia się pierwsze fundamentalne pojęcie czyli “wątek“.

Co to jest wątek?

Wątek jest po prostu osobną niezależną scieżką wykonywania kodu. Możemy tworzyć wiele wątków, ponieważ są one tworzone w ramach jednego procesu (Jeden proces może zawierać wiele wątków).

W praktyce: tworzymy nowy wątek (z delegatem jakiejś metody – o tym wkrótce, zobaczysz przykład), wywołujemy metodę Start() i wątek zaczyna realizować kod, który znajdował się we wskazanej przez nas metodzie – proste. Dzięki temu, nasz kod realizowany jest już współbieżnie,a metoda wskazana przez nas nie blokuje realizacji głównego kodu.

Aby utworzyć wątek wystarczy napisać:

Powyższe wątki zostały utworzone, natomiast nic poza tym. Teraz, aby nasze wątki zaczęły pracę, należy wywołać na nich metodę Start().

Otrzymamy

DoOtherThings: 0 
Wiedza Informatyczna 
DoOtherThings: 1 
DoOtherThings: 2 
DoOtherThings: 3 
DoOtherThings: 4 
DoOtherThings: 5 
DoOtherThings: 6
...

DoOtherThings: 0

Wiedza Informatyczna

DoOtherThings: 1

DoOtherThings: 2

DoOtherThings: 3

DoOtherThings: 4

DoOtherThings: 5

DoOtherThings: 6

...

Przykład 1. Aby lepiej zaobserwować, że kod faktycznie wywołuje się równolegle zmodyfikujmy nasz kod.

using System;
using System.Threading;

namespace TestConsole
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            ThreadTest.Create();
            //tworzymy wątek poprzez przekazanie delegatu metody
            Thread t2 = new Thread(DoOtherThings);
            //startujemy wątek t2
            t2.Start();
            Console.ReadKey();
        }
        //przykładowa metoda, chcemy aby wykonywała się rownolegle
        static void DoOtherThings()
        {
            for (int i = 0; i <= 1000; i++)
            {
                Console.WriteLine($"DoOtherThings: {i}");
            }
        }

        public class ThreadTest
        {
            public static void Create()
            {
                Thread t = new Thread(DoSomething);
                t.Start();
            }
            static void DoSomething()
            {
                for (int i = 0; i <= 1000; i++)
                {
                    Console.WriteLine($"DoSomething: {i}");
                }
            }
        }
    }
}

using System;

using System.Threading;

namespace TestConsole

{

class Program

{

static void Main(string[] args)

{

ThreadTest.Create();

//tworzymy wątek poprzez przekazanie delegatu metody

Thread t2 = new Thread(DoOtherThings);

//startujemy wątek t2

t2.Start();

Console.ReadKey();

}

//przykładowa metoda, chcemy aby wykonywała się rownolegle

static void DoOtherThings()

{

for (int i = 0; i <= 1000; i++)

{

Console.WriteLine($"DoOtherThings: {i}");

}

public class ThreadTest

{

public static void Create()

{

Thread t = new Thread(DoSomething);

t.Start();

}

static void DoSomething()

{

for (int i = 0; i <= 1000; i++)

{

Console.WriteLine($"DoSomething: {i}");

}

Otrzymamy:

... 
DoSomething: 17
DoSomething: 18 
DoSomething: 19 
DoSomething: 20 
DoOtherThings: 2 
DoOtherThings: 3 
DoOtherThings: 4 
DoOtherThings: 5 
DoOtherThings: 6 
DoOtherThings: 7 
DoOtherThings: 8 
DoOtherThings: 9 
DoOtherThings: 10 
DoOtherThings: 11 
DoOtherThings: 12 
DoOtherThings: 13 
DoOtherThings: 14 
DoOtherThings: 15 
DoSomething: 21 
DoSomething: 22 
DoSomething: 23 
DoSomething: 24 
...

...

DoSomething: 17

DoSomething: 18

DoSomething: 19

DoSomething: 20

DoOtherThings: 2

DoOtherThings: 3

DoOtherThings: 4

DoOtherThings: 5

DoOtherThings: 6

DoOtherThings: 7

DoOtherThings: 8

DoOtherThings: 9

DoOtherThings: 10

DoOtherThings: 11

DoOtherThings: 12

DoOtherThings: 13

DoOtherThings: 14

DoOtherThings: 15

DoSomething: 21

DoSomething: 22

DoSomething: 23

DoSomething: 24

...

Jerzy Kołakowski

Pasjonat informatyki, bloger.

Full-stack Developer

Technologie:

ASP.NET MVC
ASP.NET CORE
Angular 2+

Wiedza Informatyczna

Podziel się wiedzą z innymi!

C# – Współbieżność

Co daje nam współbieżność?

Jak kod realizowany jest współbieżnie?

Co to jest wątek?

About the Author: Jerzy Kołakowski

Dodaj komentarz Anuluj pisanie odpowiedzi

Co daje nam współbieżność?

Jak kod realizowany jest współbieżnie?

Co to jest wątek?

You May Also Like

C# – Różnice pomiędzy typem wartościowym, a referencyjnym

C# – Tablice

About the Author: Jerzy Kołakowski

Dodaj komentarz Anuluj pisanie odpowiedzi