== Транзисторы и смерть закона Мура https://youtu.be/lHptVT-tS-Y

== курс "Параллельное программирование"
https://youtube.com/playlist?list=PLlb7e2G7aSpQCPeKTcVBHJns_JOxrc_fT
про многопоточность, многопроцессорность, способы ускорить не толлько разбивая на много потоков, алгоритмы распределенных вычислений, opencl и пр

ШИКАРНЫЙ лектор. хороший курс


говорит быстро. поэтому больше чем в 1.5 не получилось ускорить

== Лекция 1. Введение (курс «Параллельное программирование»)
https://youtu.be/kbERSWTGtKw

___Одно ядро
SIMD - Single Instruction Multi Data
SSE - Streaming SIMD Extensions
- это доп набор регистров 8 128битных регистров для 4 чисел по 32 бит (фп)
___Много ядер
- потоки
- процессы
- вычислительный кластер (MPI, Hadoop, spark)
- *fibers

последовательный код - тот который НЕВОЗМОЖНО распараллелить = работают с ним ГАРАНТИРОВАННО в одном потоке

единица планирования в ОС это один поток

IPC - interprocess communication
- file
- mmap
- pipe
- socket

socket - дексриптор в ОС (число) и работают в ОС как с файлом, как будто через сеть

критерий (много процессов или много потоков)
- быстродействие
- защищенность памяти процесса
- надежность
- поддерживаемость

TLB - translation localside buffer - кэш соответствия виртуализации mem

boost - абстракция над Win/Posix Threads

demon поток аппа ждать не будет

== Лекция 2. Корректная работа с потоками
https://youtu.be/qA5XLTxmsP0

join ждет когда завершится тот поток который передали

что бы остановить поток раньше - послать сигнал ему

NPTL - Native Posix Threads Library

ps покажет процессы
ps -m еще покажет и потоки

user-space переходит kernel-space для того что бы спланировать/управлять новый поток (потоками заведует ОС, ОС имеет защищенную модель памяти, владеет единолично этими данными) - стараться избегать переходов

pthread_cancel просто устанавливает флаг IS_CANCELED этот флаг доступен внутри потока. сам код может решить что делать дальше. точное время завершения мы указать не можем.

поток проверяет у себя pthread_test_cancel() и если флаг выставлен то поток завершится.

pthread_cleanup_push(*f)
pthread_test_cancel()
pthread_cleanup_pop(*f)
- формирование стэка функций для корректного завершения потока (освободить ресурсы например). если был вызван pthread_test_cancel

cancelation_point - может завершить текущий поток, договоренность

любой syscall может завершить поток

каждый вызов test_cacnel совершает переход в кернел = медленно!

НО можно сказать что он не хочет быть завершен ! есть флаг

== Лекция 3. Примитивы синхронизации
https://youtu.be/kNWSciQtHEc

MUTEX - mutual exclusion - взаимное исключение
pthread_mutex_* ВСЕГДА переводит в кернел = МЕДЛЕННО !

recursive_mutex
+ можно захватить в рамках одного потока НЕСКОЛЬКО раз (в обычном только один раз)

timed_mutex
+ захватить с ограничением по временем (типа если не удалось захватить на 10мс то не очень то и хотелось)

shared_mutex
+ захват на чтение
+ захват на чтение с возмоностью дозахвата на запись

spin_mutex
+ активное ожидание в захвате => НЕ ПРОВАЛИВАЕТСЯ В КЕРНЕЛ = бесконечный цикл в одном потоке
atomic_cas
оч полезно когда работаешь с примитивами
+ меньше вероятность блокировки при мелких операциях

CAS - Compare-and-set - compare-and-swap
и сравнивает и пытается записать если успешно. АТОМАРНА НА УРОВНЕ ПРОЦЕССОРА и возвращает успех (x86 cmpxchg)

два потока войдут в одно место НО ТОЛЬКО ОДИН сможет выполнить CAS операцию и получит там успех. поэтому второй пойдет на повторный цикл

Futex - fast userspace muTexes
Те операции которые могут быть в юзерспейсе - идут в юзерспейсе, а если не могут быть - проваливаются в кернел.
(тоже реализованы на CAS)

== Лекция 4. Condition variables. Алгоритмы синхронизации
https://youtu.be/79d5WI5RTp8
лениризуемость программы - это код который может дать одни и те же результаты при последовательном так и при паралелльном исполнении

🔧 А вы знали, что в authorized_keys файле можно указывать не только сам ключ, но и дополнительные команды, или ограничения? Чуть подробнее об этом вот здесь: https://twitter.com/cyb3rops/status/1395009709787258882

А вообще, увидел я это в очередном, казалось бы, очевидном мануале по усилению безопасности SSH: https://blog.zsec.uk/locking-down-ssh-the-right-way/

#ssh #security #напочитать

Ого какую вещь я не замечал.

Easy and simple Prometheus SLO (service level objectives) generator

https://github.com/slok/sloth

== Лекция 5. Алгоритмы синхронизации
https://youtu.be/7aabRlVERPc

lock-free - гарантируется что ни один поток не будет заблокирован

wait-free - это lock-free + гарантируется за сколько шагов завершится

мы должны гарантировать иммутабельность структуры для CAS, что бы работать с числами большими чем одно машинное слово, передавая указатель на замену в CAS

== Лекция 6. Ошибки || программирования
https://youtu.be/2A3Q0dA6Tlc
1) dead lock
- перекрестный лок ресурсов = захватывать ресурсы глобально на уровне приложения
- использование не рекурсивного примитива синхронизации в одном потоке
- форк может скопировать и примитив синхронизации и форк будет ждать вечно -> pthread_at_fork()

fork делает COW относительно родительского, ну мол нафига копировать все ? давай скопируем только то что меняет родитель или собирается менять

2) data race
в ФП они 99.999% невозможны

3) ABA' - подмена незаметная для других (буферизация, кэширование, аллокаторы)

4) потерянный сигнал (послали SIG но обработчик еще не поставили). надо выставлять SIG_MASK показывая явно что этот поток не реагирует на сигнал.

5) инверсия приорететов - когда низкоприорететный поток захватил лок и не успел с ним поработать. заблокировав этим более приорететные потоки. в результате работает тот кто посредине... а до малоприорететного может и не дойти очередь и самый приорететный может никогда не отблокироваться этим самым.

== Лекция 7. Атомарные снимки регистров
https://youtu.be/oq6krtEvCLA
обьяснение лайтовой версии алгоритма "MVCC" (который используется в любой нормальной БД)

== Лекция 8. Java.util.concurrent
https://youtu.be/zMj1Qi_N9Qc
джаве видней какой мутекс заюзать... либо быть супер оптимистичной и вставить тут Spin-Lock либо быть более прагматичной - и вставить обычный мутекс

если так поулчается что всего один поток и много мутексов то жвм отрубает все мутексы совсем... и работает так до тех пор пока нет новых потоков

ну и да... ей видней когда наесться памяти и заснуть )))))

== Лекция 9. OpenMP и Intel TBB
https://youtu.be/_MKbLk6K_Tk
обзор технологий
openMP
- удобные для вычислений прагмы, превращающие все в паралельный код

tbb:
- parallel algorythms
- tls
- mem allocators
- flow graphs
- ranges and partitioners
- tasks & task groups
- task schedulers
- concurrent containers
- sync primitives

BPEL
- XSD
- XML
- WSDL
- SOAP

https://vvsevolodovich.dev/profession-solution-architect-roadmap/
Profession: Solution Architect. Chapter 3: Architect Roadmap

оч хорошая лекция по профилированию многопоточного кода

== Лекция 10. Профилирование многопоточных приложений
https://youtu.be/d_3kCXSONWQ

утилита time
real - время наблюдаемое
user - процессорное время (в сумме по всем ядрам)
sys - кернел время (сумма по всем системным вызовам)
___
если real < user - используется ||
если real == user однопоток
если real >> user просадка, задержки, IO ожидания и тп

valgrind по сути это виртуальная машина
- не может посчитать реальное время - только инструкции
- любое приложение превращается в однопоточное

intel v-tune
может показать и дерево и время

в ОС есть механизм подгрузки библиотек раньше чем другие LD-PRELOAD

при многоядерной системе ОС применяет потоки на свободные ядра автоматом.

PMU
- inbstructions
- elapsed code clock ticks
- coder frequency
- l2 cache hints, misscaches
- data traffic
- read/write from memory controller

Java:
JMC

== Лекция 11. Проблема видимости переменных. Устройство процессора
https://youtu.be/VcesAbhnGKU

протокол когерентности процессора
каждое ядро имеет 2бита на каждую ячейку памяти для MESI в L кэше
- Exclusive (есть только тут)
- Invalidated
- Modified (полюбому должны быть синхронизированны с RAM, когда этот кэш будет вытесняться)
- Shared - когда несколько ядер могут иметь одно и тоже значение (ссылку)

когда останется только одно ядро которое владеет Shared ячейкой, то оно автоматом станет Exclusive

== Лекция 12. Барьеры памяти. Модели памяти
https://youtu.be/kg0ZVbBdsMM

MOESI - протокол со знанием владения (3бит)

барьеры памяти
smp-rmb
smp-wmb
smp-mb

бывают Store/Load

барьер load_load - гарантирует что все чтения до барьера будут выполнены до всех чтений после этого барьера
аналогично для store_load/store_store/load_store

компиляторы не оптимизируют места где есть барьеры. никаких переупорядочиваний инструкций не будет

volatile это спец слово для JAVA коорая подбирает специальные барьеры
а на C++ volatile это просто запрет на оптимизацию

store_load не тривиален

чем меньше барьеров тем больше производительность

Модели памяти
- sequential consistency - любая операция чтения/записи применяет автоматом барьеры
- strong-ordered - (acquare/release семантика из коробки)
- weak-ordered - нужно руками всегда ставить - напрмиер в АРМ
- super-weak - (старая архитектура альфа) - могут быть изменен порядок иснтрукций координально и опасно

никаких помошников и тулов для отлова касяков барьеров памяти нет.

Memory Barriers: a Hardware View for Software Hackers

Paul E. McKenney
Linux Technology Center
IBM Beaverton
2010

== Лекция 13. Шаблоны || программирования. Консенсус
https://youtu.be/C_v800s4Axs

чем меньше шаред мемори - тем лучше

лучше иммутабельность, дублирование

1) pipeline
2( double check

== Лекция 14. Транзакционная память
https://youtu.be/HgRGGKqeod8
i/o
- блокирующий = ждет заполнения буфера
- не блокирующий = если в буфере ничего нет на момент опроса - просто вернет что ничего нет

i/o
- синхронный - детерменированно ждет завершения опирации
- асинхронный - работа через событие

если можно сделать аналогию с сигналами - то асинхронно, если нет - это синхронный случай

>
callback -> eventQueue -> demultiplexor -> proactor -> callback

select это функция POSIX в которую передется набор дескрипторов (сокетов), а обратно получашь набор тех которые сработали

epoll использует eventQueue ОС

== Обзор архитектуры x86
https://youtu.be/POiuH3sue3M
модель памяти
- сегментация, ретрансляция адресов
виртуальная память это и есть страничная организация памяти

ассемблер
- все что начинается с точки - это не к процессору а к ассемблеру
- часть команд зависит от состояния регистров флагов
- command, soruce, dest
- операнды

== x86 Protected mode overview
https://youtu.be/BW6C6dFByKQ

- логический адрес (селектор, смещение)
- линейный адрес (таблица, страница, смещение)
- физический адрес (на шине памяти)

GDTR
IDTR

чтобы получить данные 2 шага:
каталог страниц -> поулчить страницу
страница -> получить данные по оффсету

регистры
cr0 - системные контрольные флаги
cr2 -
cr3 - физический адрес базы каталога страниц и 2 флага ( PageLevelCaceheDisable, PageLevelWritesTransparentL1L2)
cr4 - флаги SIMD

ядро ничегго не делает
просто обрабатывает прерывания (системные вызовы, исключения, хардварьные прерывания)

процессору нужен контроллер прерываний (в составе чипсета)

- немаскируемые прерывания
- маскируемые прерывания (каскадируемые многоуровневые)

процессор всегда знает по какому номеру прерывания лежит адрес в памяти обработчика

при обработке прерывания проверяется уровень привелегий