[RU] Многопоточность и асинхронное программирование в .NET : понимание основ и избежание ловушек

Конкурентное программирование является существенным для улучшения производительности и реактивности современных приложений. В .NET можно выполнять задачи параллельно с помощью многопоточности и управлять асинхронными операциями с помощью async/await. Многопоточность позволяет выполнять несколько последовательностей инструкций одновременно, в то время как асинхронные методы выполняют свои инструкции без блокировки вызывающего потока. Поток - это сегмент процесса, который разделяет то же пространство памяти, но имеет свой собственный стек выполнения. В C# есть два способа реализации многопоточности: Thread и Task. Task - это класс, который позволяет создавать задачу, которая будет выполнена асинхронно, в то время как Thread - это класс, который выполняет блок инструкций в независимом контексте от основного потока программы. Когда несколько потоков доступаются к ресурсу одновременно, могут возникать проблемы синхронизации. Чтобы избежать этого, можно использовать критические секции, которые являются частями кода, где может быть только один поток одновременно. Это можно обеспечить с помощью мьютекса, который является классом, позволяющим синхронизировать доступ к защищенному ресурсу, запрещая доступ другим потокам. Однако критические секции необходимо использовать с осторожностью, потому что они могут привести к проблемам, таким как дедлок или взаимоблокировка, которая является ситуацией, в которой два потока ожидают друг друга. Чтобы избежать этого, необходимо всегда блокировать ресурсы в том же порядке или использовать Monitor.TryEnter с таймаутом. Мutable и immutable объекты также важны в многопоточности. Mutable объект - это объект, который может быть изменен после создания, в то время как immutable объект, состояние которого не может быть изменено. Чтобы изменить значение в immutable объекте, необходимо создать новую инстанцию с новым значением вместо изменения существующего объекта. Наконец, блокирующие вызовы - это операции, которые препятствуют продолжению работы потока до тех пор, пока операция не будет завершена. Общие примеры блокирующих вызовов включают чтение файла, доступ к сети, блокировки и ввод пользователя. Чтобы избежать блокирующих вызовов, можно использовать асинхронные методы или дополнительные потоки.