多核應(yīng)用架構(gòu)關(guān)鍵技術(shù)

前言

多核硬件這種新興的產(chǎn)品也逐漸變得平常起來。由于能量消耗，高熱量，以及量子物理學(xué)的不可預(yù)測性，半個世紀(jì)以來主要的計算機芯片廠商熱衷于提升CPU時鐘速度的活動基本停止了（套用愛因斯坦的話，CPU不會賭博——不能擲骰子）。相反，廠商們采用多核架構(gòu)，提供了更強的處理能力，而不是增加CPU的時鐘速度。雖然這是一個合乎理性的行動，但對于現(xiàn)有的應(yīng)用軟件，它們很大一部分不能從多出的那部分核心的處理能力上獲利。由于多核CPU的時鐘速度降低了，應(yīng)用軟件運行起來會變得更緩慢，這種情況稱為多核困境。一般來說，多核困境在各種編程語言范圍內(nèi)都有出現(xiàn)，如Java、C#、C++中等。這就是為什么各大技術(shù)廠商都投人大量的研究引領(lǐng)下一代的編程環(huán)境。但是對于那些已編寫過的軟件應(yīng)該如何處理？任何軟件應(yīng)用的現(xiàn)實情況是，要從多核受益，應(yīng)用程序必須編寫為多線程處理方式，或者放置在能讓它有效使用多線程的容器中。雖然不存在“快捷”（隨插隨用）的解決辦法，但在很多用例的情況下也有多個可用的開發(fā)工具和容器對多核困境有所幫助。然而，沒有很多、很好的方法學(xué)來解決這一問題。在本書中，Cory Isaacson勾勒出了一個系統(tǒng)的、邏輯的遷移到多核平臺的規(guī)劃和執(zhí)行方法。這樣的硬件發(fā)展趨勢，將帶來數(shù)十億行代碼的軟件產(chǎn)業(yè)在構(gòu)造上的變化、遷移、優(yōu)化或重寫，來充分利用多核硬件。具有實踐性與符合邏輯性的方法會讓轉(zhuǎn)型平穩(wěn)變化。

內(nèi)容概要

本書介紹軟件管道如何工作，它們能完成什么樣的任務(wù)，如何使用軟件管道優(yōu)化周期來應(yīng)用它們。通過并行處理方法，擴展保證關(guān)鍵任務(wù)處理有序的應(yīng)用程序。解決現(xiàn)存應(yīng)用程序的性能問題，并且解決現(xiàn)存處理過程中的瓶頸問題。一個完整的、容易采用的管道參考框架。詳細(xì)的代碼示例反映了經(jīng)過驗證的管道模式?！　”緯m用于開發(fā)多核環(huán)境下軟件的人員。

作者簡介

作者：(美國)艾薩克遜(Cory Isaacson) 譯者：吳眾欣Cory Isaacson是PreludeInnovations公司的CEO。他是多個技術(shù)出版物（包括SOA雜志）的撰稿人。他在科學(xué)信息技術(shù)領(lǐng)域具有二十年的工作經(jīng)驗，并且他已經(jīng)在數(shù)百個公開的場合與研討會上發(fā)表過演講。他特別善于幫助公司應(yīng)對實際的開發(fā)、性能與可擴展性的挑戰(zhàn)——在商業(yè)應(yīng)用中有效地使用SOA。

書籍目錄

譯者序序前言第一部分　管道理論　第1章　并行計算與商業(yè)應(yīng)用　　1.1　機械式解決方案：操作系統(tǒng)級　　1.1　的并行計算方式　　　1.1.1　對稱多處理　　　1.1.2　集群　　1.2　自動化網(wǎng)絡(luò)路由：預(yù)定邏輯下的　　1.1　并行計算　　1.3　網(wǎng)格計算：分布式并行計算　　1.4　商業(yè)應(yīng)用的并行計算　　1.5　解決方案：軟件管道　　1.6　流體動力學(xué)　　1.7　軟件管道示例　　1.8　小結(jié)　第2章　管道定律　　2.1　CPU資源浪費問題　　2.2　流體動力學(xué)　　2.3　管道定律：基本法則　　2.4　推論1：流量限制　　2.5　推論2：輸出流的約束　　2.6　軟件管道規(guī)則　　2.7　規(guī)則　　2.8　規(guī)則　　2.9　規(guī)則　　2.10　小結(jié)　第3章　管道示例　　3.1　銀行ATM系統(tǒng)（單層分布）　　　3.1.1　管道　　　3.1.2　管道分配器　　3.2　銀行ATM系統(tǒng)（多層分布）　　　3.2.1　下層管道層　　　3.2.2　上層管道層　　3.3　小結(jié)　第4章　管道模式　　4.1　服務(wù)調(diào)用模式　　　4.1.1　推模式　　　4.1.2　拉模式　　4.2　消息交換模式　　　4.2.1　一路交換模式　　　4.2.2　請求—應(yīng)答模式　　4.3　管道路由模式　　　4.3.1　輪循路由模式　　　4.3.2　基于內(nèi)容的路由模式　　　4.3.3　定制路由模式　　　4.3.4　加入模式　　4.4　分配器模式　　　4.4.1　單一分配器模式　　　4.4.2　多層分配器模式　　　4.4.3　客戶端分配器模式　　　4.4.4　數(shù)據(jù)庫分片分配器模式　　4.5　分配器連接器模式　　　4.5.1　本地方法調(diào)用模式　　　4.5.2　Socket調(diào)用模式　　　4.5.3　Web服務(wù)調(diào)用模式　　　4.5.4　其他模式　　4.6　小結(jié)　第5章　管道：公司的影響　　5.1　戰(zhàn)略評估　　5.2　預(yù)算影響　　5.3　公司職位與責(zé)任　　　5.3.1　管道架構(gòu)師　　　5.3.2　業(yè)務(wù)部門領(lǐng)導(dǎo)骨干　　　5.3.3　IT部門管理人員　　　5.3.4　應(yīng)用開發(fā)人員　　　5.3.5　應(yīng)用項目管理者　　　5.3.6　質(zhì)量保證管理者　　　5.3.7　IT運營部　　5.4　小結(jié)第二部分　管道方法學(xué)第三部分　管道示例第四部分　軟件管道的未來

章節(jié)摘錄

插圖：1.3 網(wǎng)格計算：分布式并行計算迄今為止所用的技術(shù)不能用在基于事務(wù)、面向消息的大范圍可伸縮的應(yīng)用中。你可以采用機械式解決方案并自動地擴展應(yīng)用到一定程度（到一定程度時，維護(hù)共享或冗余的資源已經(jīng)限制獲取更高的性能）。如果你需要更大的伸縮能力，網(wǎng)格計算是一個更好的選擇。在網(wǎng)格計算中，系統(tǒng)將分散的任務(wù)分布在網(wǎng)絡(luò)中多臺計算機上。典型的網(wǎng)格架構(gòu)包括一個集中式的任務(wù)調(diào)度器，它在網(wǎng)絡(luò)中分布任務(wù)并與其他的計算設(shè)備進(jìn)行協(xié)作。網(wǎng)格計算可以提供比前面方法高很多的吞吐率，但是它給開發(fā)者帶來沉重的負(fù)擔(dān)。你必須針對任務(wù)分割與分布寫出明確的代碼，并對處理后的結(jié)果進(jìn)行重組。更重要的是，設(shè)計網(wǎng)格計算最初目的是用來解決在科學(xué)或工程應(yīng)用中的“困難的并行”問題（長時間運行、計算密集型的處理過程）。網(wǎng)格讓下面典型的用例獲益：流體力學(xué)建模、人類基因描繪和復(fù)雜的商業(yè)分析模擬。在這些應(yīng)用中，你可以將任務(wù)分割為在多個節(jié)點上長時間運行的計算過程。這種將問題分割為相似的、更小的計算任務(wù)的方法需要與計算資源進(jìn)行有預(yù)見性的交互。然而這樣的情況不會出現(xiàn)在商業(yè)應(yīng)用（一定的交易特性、混合的工作負(fù)載需求和千變?nèi)f化的交易量）中。

媒體關(guān)注與評論

“一些書過于浮夸，卻空有其表，又無動手細(xì)節(jié)。而本書卻能兼顧這些。Isaacson是一位權(quán)威專業(yè)人士，他懂得SOA的責(zé)任不是簡單地通過擁抱松耦合的架構(gòu)來滿足需求，而是應(yīng)用程序與服務(wù)如何支持這種開發(fā)與部署的架構(gòu)形式。本書將幫助你登堂人室地了解SOA。”　　——DAN MALKS.JackBe工程合作公司副總裁

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