1. История. Однозадачные, пакетные, многозадачные и многопоточные системы
2. Закон Мура. Обзор частоты, производительности и числа ядер
3. Типы параллелизма: на уровне инструкций, на уровне задач, на уровне данных
4. Чтение и запись как основные операции в многопоточном программировании
5. Абстракции операционной системы как компоненты многопоточной программы: process, thread, execution, context switching
6. Построение графа исполнения, обзор проблем многопоточного программирования


Результат:
Разобрался с тем, зачем нужно многопоточное программирование и почему за последние 25 лет оно стало таким востребованным

1. User-threads - примеры, состояния горутин в Go
2. Свойства планировщика: тип многозадачности, безопасность, живучесть, справедливость
3. Построение графа исполнения, обзор проблем многопоточного программирования
4. Обзор виртуальной памяти, MMU, TLB. Обзор проблемы с memory ordering
5. Когерентность кэша и его важность в многопоточном программировании
6. Инструкции процессора для синхронизации
7. Отличие Concurrency от Parallelism


Результат:
Понял, как и какие задачи решает многопоточное программирование. Осознал проблематику, начиная от аппаратной части компьютера, заканчивая абстракциями операционной системы и языков программирования

Домашнее задание:
На примере руками построил многопоточный граф исполнения. Понял, в каких состояниях может находиться многопоточная программа и как на практике верифицируют корректность многопоточных программ

1. Использование многопоточных инструкций процессора
2. Атомарные операции, пакет atomic, его реализация на ассемблере
3. Реализация собственных атомиков на ассемблере
4. Операция GetAndSet/GetAndInc
5. Консенсусное число примитивов синхронизации, операция CompareAndSet

Результат:
С помощью ассемблера реализовал свои атомики и понял, как они устроены

1. Реализация sync.WaitGroup
2. Реализация sync.Once
3. Реализация sync.Mutex
4. Реализация рекурсивного мьютекса

Результат:
На базе атомиков реализовал примитивы из пакета sync. Более того, улучшил мьютекс Go, сделав его рекурсивным

Домашнее задание:
Мьютекс в Go неплохой, но, к сожалению, в отличие от мьютекса в Java, он нереентерабельный, то есть нельзя вызвать lock() два раза из одной и той же горутины.
Вам предлагается реализовать свой мьютекс, поддержав это свойство

Посмотреть ДЗ

Блокировка (mutex) - самый частый примитив синхронизации, который используется на практике.

1. Ключевые свойства блокировок (mutex exclusion, deadlock freedom, starvation freedom)
2. Условия честности (quadratic wait, linear wait, first come first served ~ fair)
3. Реализация алгоритма мьютекса Петерсона
4. Реализация алгоритма мьютекса Лампорта
5. Проблемы блокировок (условные условия прогресса, инверсия приоритетов, голодание, последовательное выполнение)
6. Шардированная блокировка
7. Тонкая блокировка
8. Иерархическая блокировка
9. Понятия deadlock/livelock
10. Задача об обедающих философах


Результат:
После занятий понял, по каким ключевым свойствам стоит оценивать любую блокировку. На практике реализовал различные алгоритмы мьютекса и осознал продвинутые способы работы с блокировками

В реальной жизни любые по-настоящему сложные вещи — это набор эвристик и костылей.

1. Устройство мьютекса с эвристиками (sync.Mutex)
2. Read/Write Mutex (sync.RWMutex)
3. Concurrent hashmap (sync.Map)
4. Rendezvous (sync.Cond)
5. Concurrent pool (sync.Pool). Пример использования и оптимизации GC


Результат:
Осознал устройство сложных примитивов синхронизации. Понял, как ими пользоваться и почему они написаны именно так, а не иначе

Домашнее задание:
В этом домашнем задании ты будешь реализовывать свою платёжную систему. Будет дан некоторый интерфейс, который нужно будет реализовать. Набор методов будет включать в себя операции перевода, получения суммы и агрегацию.

Конечно же, любая платёжная система хочет проводить операции быстро, поэтому нужно будет использовать иерархические блокировки и другие примитивы синхронизации, рассмотренные в занятиях.

Можно заметить, что даже в таком простом коде

func transferMoney (from, to int) bool

transferMoney (1, 2)
transferMoney (2, 1)

Легко попасть в deadlock. Поэтому реализация такого платёжного шлюза — довольно нетривиальная задача

Канал в Go является частным случаем многопоточной очереди, в занятии разберём его устройство и интерфейс взаимодействия

1. Реализация многопоточной очереди (собственного канала)
2. Устройство каналов в Go на базе thread-safe очереди, буферизация
3. Создание, направленность и закрытие каналов
4. Особенности каналов (сравнение, zero value, утечки, for range)
5. Select statement, expression evaluation
6. Deadlock

Результат:
Разобрался с тем, как устроена многопоточная очередь (канал в Go)

1. Реализация ErrorGroup с использованием каналов
2. Done channel, promise, future
3. Реализация rate limiter'a
4. Реализация Barrier
5. Реализация Single Flight
6. Реализация time.Ticker и таймаутов
7. Context как обёртка над done channel'ом в Go (виды context'a)
8. Workerpool
9. Generator
10. Pipeline (с Finite State Machine расширением)
11. FanIn / FanOut
12. Semaphore
13. Publisher/subscriber

Результат:
На основе каналов Go реализовал практические concurrency паттерны

Смотреть лекцию

Домашнее задание:
В предыдущем задании вы реализовали банк, используя тонкие блокировки. В этом задании вам предлагается, используя многопоточные паттерны, поддержать механизм асинхронных кредитных заявок

На самом деле мир немного сложнее и за многопоточным программированием скрывается огромная и интересная теория. Помимо этого, мы рассмотрим аппаратные инструкции и абстракции над ними, которые позволяют контролировать порядок исполнения инструкций в процессоре

1. Memory model в языках программирования
2. Разбор memory model Go
3. Отношения sequenced before, synchronized before, happens before
4. Понятие линеаризуемости структур данных
5. Понятие thread-safe структуры данных
6. Конвейер процессора, out-of-order execution
7. Пример инструкций для синхронизаций
8. Устройство барьеров на x86, барьеры на чтение, на запись, acquire, release.
9. Регулирование модели памяти вручную на примере Go и C++

Результат:
Разобрался с формализмом многопоточного программирования, в частности, с моделью памяти в Go.

Смотреть доклад на GolangConf

Это занятие посвящено примитивам синхронизации, которые используются на практике в highload системах.

Перед рассмотрением мы разберёмся, какие проблемы в многопоточном программировании возникают, когда мы не задумываемся о взаимодействии с кэшем и памятью.

В реальности, в дата-центрах используются сервера с тысячами ядер, такие сервера чаще всего используют NUMA архитектуру. Для неё нужно использовать специальные блокировки, чтобы не было кросс-обращения в память другого ядра. Именно такие блокировки используются в ядрах операционных систем, в этом занятии мы рассмотрим самые известные из них.

Далее мы рассмотрим примитив синхронизации UpgradableLock, который представляет собой RWMutex с возможностью улучшать read() блокировку до write() блокировки. Такой примитив часто бывает нужен, но, к сожалению, из-за сложности его реализации и интерфейса, в Go его нет, поэтому мы напишем его сами

1. Проблемы работы с кэшем и памятью (True sharing, false sharing, cache contention)
2. UpgradableLock (в Go не реализован из-за сложности интерфейса)
3. CAS spin
4. NUMA
5. Обзор блокировок, которые используются в масштабных NUMA системах
6. Travis Craig, Anders Landin, Erik Hagersten (CHL Lock)
7. John Mellor-Crummey and Michael Scott (MCS Lock)

Результат:
Разобрался в устройстве и использовании продвинутых блокировок для многоядерных систем

Домашнее задание:
В этом задании ты напишешь свой шардированный DAU-счётчик, используя Upgradable Lock. Такую конфигурацию нередко дают писать на собеседованиях

В реальной жизни чаще всего приходится программировать какие-либо структуры данных или коллекции, которые что-то делают с данными.

1. Реализация многопоточной очереди
2. Внутреннее устройство и использование race detector'a в Go (ThreadSanitizer)
3. Пакет synctest

Результат:
Разобрался и научился применять продвинутые техники, toolchain и пакеты

В этом занятии мы погрузимся в самую сложную часть многопоточного программирования - неблокирующие алгоритмы. У блокировок есть свои минусы, поэтому иногда люди стараются проектировать структуры данных без блокировок.

1. Реализация очереди Майкла-Скотта
2. Сравнение lock-free очереди с каналами и самописными решениями

Результат:
Научился проектировать и применять на практике lock-free алгоритмы

Разберём транзакционную память и MVCC. Всё это используется во всех современных базах данных. После чего напишем свой менеджер транзакций (Software Transactional Memory), затронем Hardware Transaction Manager.

Обсудим, почему за последние годы почти все популярные языки программирования добавили к себе поддержку асинхронного программирования. Рассмотрим устройство неблокирующих вызовов и поймем, как на самом деле устроено "реактивное программирование"

1. Obstruction-free, lock-free, wait-free алгоритмы
2. Реализация менеджера транзакций
3. Реализация MVCC
4. STM/HTM на Go
5. Асинхронное программирование

Результат:
Разобрался и научился применять на практике самые современные методологии многопоточного программирования

Домашнее задание:
В этом задании вы перепишите платёжную систему только с использованием самописного менеджера транзакций

Чтобы оплатить, пожалуйста, свяжитесь с нами через форму заявки, мы ответим в ближайшее время!

Оставить заявку

Ни один курс не разбирает темы из программы так подробно со ссылкой на стандарт языка. В каждом занятии будут вырезки из стандарта, что поможет отличать ложь от правды

Программа курса рассчитана на участников с разным уровнем подготовки. Разработчикам начального уровня потребуется больше вовлеченности, но материал будет доступен

Курс включает два занятия в неделю по полтора часа. Обычно одно из них проходит в выходной день. Дополнительно потребуется несколько часов в неделю на выполнение домашних заданий.

Ты сможешь проходить курс в удобном для себя ритме — все занятия записываются. Домашние задания проверяются автоматически, но также доступна опция ручной проверки. Вопросы можно задавать в чате даже после окончания курса

Не успел сдать задание? Ничего страшного — ты всегда сможешь сдать его позже. Проверка заданий происходит автоматически через автотесты, а любые вопросы можно обсудить в чате или на Q&A-сессиях

Смотреть лекции можно с телефона, планшета или компьютера — с любого удобного устройства. А чтобы сдавать задания, тебе потребуется IDE, где ты обычно программируешь

Курс оплачивается на сайте через платежный виджет GetCourse. Чек об оплате высылать не нужно, доступ в личный кабинет ученика приходит сразу после оплаты

Легко! Мы принимаем оплату от ИП/юридических лиц. Если Вы сотрудник и хотите оформить обучение через Вашу компанию, подготовим договор, счёт, акт выполненных работ

Связаться с нами можно через Telegram или почту

На групповых Q/A сессиях можно задавать любые вопросы, но обычно придерживаемся рамок курса

На личных Q/A сессиях можно общаться на любые темы

Да, каждое домашнее задание будет разобрано