Правила використання потоків

1. Для досягнення підвищеного паралелізму. Дуже часто додаткам вимагається виконувати декілька задач одночасно.

2. З метою спрощення конструкції.

Популярний спосіб спрощення структури складних систем – використання черг і асинхронної обробки. Щоб задіяти таку конструкцію вам доведеться підготувати черги для обробки подій, що відбуваються у вашій системі. Замість прямого виклику методів створюються об’єкти і поміщаються в черги, в яких відбувається їх обробка. На іншому кінці цих черг працює багато потокові серверні програми, налаштовані на відстежування повідомлень, що приходять в ці черги. Перевага спрощених конструкцій цього типу – надійність, стійкість і розширюваність заснованих на них систем.

3. Для ефективного використання процесорного часу.

Часто ваш додаток реально не виконує ніякої роботи, в той же час продовжуючи використовувати свій квант. Прикладом може служити очікування виводу документів на друк або закінчення операцій введення-виведення жорсткого диску CD-ROM. У кожному з цих випадків процесорний час не використовується. Ці випадки є кандидатами на перевід в потоки, що працюють у фоновому режимі.

8. Організація обчислень в машинах потоків даних.

Фундаментальні принципи концепції потоків даних (Dataflow Mashine) були розвинуті Дж.Деннісом [1] на початку 1970 років. Модель ПД анулює дві риси моделі фон Неймана – лічильник команд (program counter) і глобальну пам’ять (global updatable store), які стають „вузькими місцями” в продуктивності паралельних систем.

Принцип роботи таких систем базується на виконанні єдиного правила обчислення, більш відомого як правило „запалювання”(firing rule), яке називається правилом спрацьовування моделі ПД і визначає умову для виконання команд. Основне правило спрацьовування команд є загальним для всіх систем ПД і є наступним: команда оголошується готовою до виконання, як тільки обчислені всі операнди, що необхідні для її виконання[2]. Команда, для якої ця умова виконана, є командою, що спрацювала. Ефект спрацьовування команд призводить до поглинання вхідних значень і генерування вихідних. У відповідності до описаного вище правила, дана модель є асинхронною. Оскільки доступність обчислених операндів дозволяє одночасне виконання декількох операторів, паралельність дії є внутрішньою властивістю схем потоків даних [3].

Машина потоку даних взагалі не має справи з адресами комірок пам’яті в яких знаходяться деякі величини. Машина ПД має справу тільки з величинами (або значеннями), кожне з яких представляє самостійний об’єкт. Для позначення такого об’єкта використовується термін ”токен”. Ще одним фундаментальним поняттям концепції машини потоку даних є поняття оператора або ”актора”. Обчислення в машині ПД організується в такий спосіб: значення (токени) передаються між операторами (акторами), коли актор одержує всі необхідні значення для виконання операції він активізується, поглинає вхідні токени, а після цього завершення операції породжує токен результату, що пересилається до іншого актору, для якого він стає вхідним.