Многопоточность. Работа с сетью. Делегаты

ПОТОКИ ВЫПОЛНЕНИЯ

ПОТОК ВЫПОЛНЕНИЯ ЭТО
Поток выполнения являет собой последовательность действий, выполняемый процессором. В наших предыдущих программах мы имели только один, главный поток, Который и представлял нашу программу.
Но мы можем сами, когда захотим, определить новый поток, с его действиями, и запустить его. Эти действия начнут выполняться параллельно с основными действиями.

НА КОЙ НУЖНО НЕСКОЛЬКО ПОТОКОВ?
Обычное приложение имеет один поток выполнения, и выполняет операции друг за другом. Если необходимо сделать несколько действий одновременно, одно всегда будет выполнено раньше другого, из-за последовательности операций.
Если несколько операций должны работать параллельно и независимо друг от друга, мы можем вынести их в разные потоки, Так что действия из первой операции будут выполняться одновременно с действиями второй операции.
Это очень полезно когда операция значимую часть свою времени чего-то ожидает, ответ от сервера, из БД, диска, откуда угодно.

НАПРИМЕР, ДЛЯ РАБОТЫ С СЕТЬЮ МЫ ДОЛЖНЫ В ЛЮБОЙ МОМЕНТ ВРЕМЕНИ ПРИНЯТЬ СООБЩЕНИЕ, И ТАК ЖЕ В ЛЮБОЙ МОМЕНТ ВРЕМЕНИ ДОЛЖНЫ ИМЕТЬ ВОЗМОЖНОСТЬ ОТПРАВИТЬ СООБЩЕНИЕ В СЕТЬ

ГОНКА РЕСУРСОВ, ЧТО ЭТО И ЗАЧЕМ?
Допустим у нас стоит задача увеличить некоторую переменную на 100.
И мы не напишем += 100, мы будем увеличивать ее на единицу 100 раз.
А для того чтобы этот процесс произошел как можно быстрее, мы будем делать это в двух потоках.
А еще, мы будем не просто увеличивать переменную, а копировать ее значение, увеличивать на 1, а потом увеличенное значение записывать в переменную. Что может пойти не так?

РАССМОТРИМ, КАК ЭТО РАБОТАЕТ
0
Поток 1
Поток 2

РАССМОТРИМ, КАК ЭТО РАБОТАЕТ
0
Поток 1
Поток 2
0
Считали значение 0

РАССМОТРИМ, КАК ЭТО РАБОТАЕТ
0
Поток 1
Поток 2
1
Считали значение 0
Увеличили его на 1

РАССМОТРИМ, КАК ЭТО РАБОТАЕТ
0
Поток 1
Поток 2
1
0
Считали значение 0
Увеличили его на 1
Считали значение 0

РАССМОТРИМ, КАК ЭТО РАБОТАЕТ
0
Поток 1
Поток 2
1
1
Считали значение 0
Увеличили его на 1
Считали значение 0
Увеличили его на 1

РАССМОТРИМ, КАК ЭТО РАБОТАЕТ
1
Поток 1
Поток 2
1
1
Считали значение 0
Увеличили его на 1
Считали значение 0
Увеличили его на 1
Записали 1 в результат

РАССМОТРИМ, КАК ЭТО РАБОТАЕТ
1
Поток 1
Поток 2
1
1
Считали значение 0
Увеличили его на 1
Считали значение 0
Увеличили его на 1
Записали 1 в результат
Записали 1 в результат

КАК ИТОГ – ПРОШЛО ДВЕ ИТЕРАЦИИ НАШЕГО АЛГОРИТМА, А ВОТ ЗНАЧЕНИЕ УВЕЛИЧИЛОСЬ ЛИШЬ НА 1
1
Поток 1
Поток 2
1
1
Считали значение 0
Увеличили его на 1
Считали значение 0
Увеличили его на 1
Записали 1 в результат
Записали 1 в результат

ИЛИ БОЛЕЕ РЕАЛЬНАЯ ЗАДАЧА, МЫ ХОТИМ ВЫВОДИТЬ ДВА ТИПА СООБЩЕНИЙ РАЗНЫМ ЦВЕТОМ.
Один поток будет выводить Hi red world красным цветом
А второй поток будет выводить Hi yellow world желтым цветом

СООТВЕТСТВЕННО КАЖДЫЙ ПОТОК ВЫПОЛНЯЕТ ПО 4 ДЕЙСТВИЯ
Запомнить текущий цвет текста, чтобы вернуть все обратно
Поменять цвет текста на свой
Вывести текст
Поменять цвет текста на исходный

Наша консоль. Изначально цвет текста белый, допустим
Поток 1, пишет красным
Поток 2, пишет желтым

Наша консоль. Изначально цвет текста белый, допустим
Поток 1, пишет красным
Запомнили цвет текста
Поток 2, пишет желтым

Наша консоль. Изначально цвет текста белый, допустим
Поток 1, пишет красным
Запомнили цвет текста
Сменили цвет консоли на красный
Поток 2, пишет желтым

Наша консоль. Изначально цвет текста белый, допустим
Поток 1, пишет красным
Поток 2, пишет желтым
Запомнили цвет текста
Сменили цвет консоли на красный
Запомнили цвет текста

Наша консоль. Изначально цвет текста белый, допустим
Поток 1, пишет красным
Поток 2, пишет желтым
Запомнили цвет текста
Сменили цвет консоли на красный
Запомнили цвет текста
Поменяли цвет текста на желтый

Наша консоль. Изначально цвет текста белый, допустим
Поток 1, пишет красным
Поток 2, пишет желтым
Запомнили цвет текста
Сменили цвет консоли на красный
Запомнили цвет текста
Поменяли цвет текста на желтый
Вывели текст
Hi red world

Наша консоль. Изначально цвет текста белый, допустим
Поток 1, пишет красным
Поток 2, пишет желтым
Запомнили цвет текста
Сменили цвет консоли на красный
Запомнили цвет текста
Поменяли цвет текста на желтый
Вывели текст
Hi red world
Поменяли цвет на исходный

Наша консоль. Изначально цвет текста белый, допустим
Поток 1, пишет красным
Поток 2, пишет желтым
Запомнили цвет текста
Сменили цвет консоли на красный
Запомнили цвет текста
Поменяли цвет текста на желтый
Вывели текст
Hi red world
Поменяли цвет на исходный
Вывели текст
Hi yellow world

Наша консоль. Изначально цвет текста белый, допустим
Поток 1, пишет красным
Поток 2, пишет желтым
Запомнили цвет текста
Сменили цвет консоли на красный
Запомнили цвет текста
Поменяли цвет текста на желтый
Вывели текст
Hi red world
Поменяли цвет на исходный
Вывели текст
Hi yellow world
Поменяли цвет на исходный

Наша консоль. Изначально цвет текста белый, допустим
Поток 1, пишет красным
Поток 2, пишет желтым
Запомнили цвет текста
Сменили цвет консоли на красный
Запомнили цвет текста
Поменяли цвет текста на желтый
Вывели текст
Hi red world
Поменяли цвет на исходный
Вывели текст
Hi yellow world
Поменяли цвет на исходный
В ИТОГЕ И НЕ ТЕМИ ЦВЕТАМИ ВЫВЕЛИ, И ЕЩЕ И ИЗНАЧАЛЬНЫЙ ЦВЕТ НА МЕСТЕ НЕ ОСТАЛСЯ ИСХОДНЫЙ ☹

ПРОВЕРИМ

ОБОЗНАЧИМ ПРОБЛЕМУ
В обоих алгоритмах мы надеялись, что итерация каждого из них пройдет последовательно, и доступа к общему ресурсу во время выполнения не будет. И правда, ведь если сначала один поток сделает свой набор действий, а уже потом начнет работать другой – все будет в порядке.
Нам необходимо, чтобы на вот этих участках кода единовременно мог находиться только один поток.

РЕШЕНИЕ - LOCK
Lock позволяет какому-то потоку ”захватить” так называемый примитив синхронизации, чтобы ни один другой поток не мог получить доступ к этому примитиву, и соответственно не мог зайти в участок когда, в котором может находиться только один поток.

Наша консоль. Изначально цвет текста белый
Поток 1, пишет красным
Поток 2, пишет желтым
Примитив синхронизации

Наша консоль. Изначально цвет текста белый
Поток 1, пишет красным
Захватили примитив синхронизации
Поток 2, пишет желтым
Примитив синхронизации

Наша консоль. Изначально цвет текста белый
Поток 1, пишет красным
Захватили примитив синхронизации
Поток 2, пишет желтым
Примитив синхронизации
Попытались захватить примитив

Наша консоль. Изначально цвет текста белый
Поток 1, пишет красным
Захватили примитив синхронизации
Поток 2, пишет желтым
Примитив синхронизации
Попытались захватить примитив
Запомнили цвет текста

Наша консоль. Изначально цвет текста белый
Поток 1, пишет красным
Захватили примитив синхронизации
Поток 2, пишет желтым
Примитив синхронизации
Попытались захватить примитив
Запомнили цвет текста
Сменили цвет консоли на красный

Наша консоль. Изначально цвет текста белый
Поток 1, пишет красным
Захватили примитив синхронизации
Поток 2, пишет желтым
Примитив синхронизации
Попытались захватить примитив
Запомнили цвет текста
Сменили цвет консоли на красный
Вывели текст
Hi red world

Наша консоль. Изначально цвет текста белый
Поток 1, пишет красным
Захватили примитив синхронизации
Поток 2, пишет желтым
Примитив синхронизации
Попытались захватить примитив
Запомнили цвет текста
Сменили цвет консоли на красный
Вывели текст
Hi red world
Поменяли цвет на исходный

Наша консоль. Изначально цвет текста белый
Поток 1, пишет красным
Захватили примитив синхронизации
Поток 2, пишет желтым
Примитив синхронизации
Попытались захватить примитив
Запомнили цвет текста
Сменили цвет консоли на красный
Вывели текст
Hi red world
Поменяли цвет на исходный
Отпустили примитив синхронизации

Наша консоль. Изначально цвет текста белый
Поток 1, пишет красным
Захватили примитив синхронизации
Поток 2, пишет желтым
Примитив синхронизации
Дорвались до примитива
Запомнили цвет текста
Сменили цвет консоли на красный
Вывели текст
Hi red world
Поменяли цвет на исходный
Отпустили примитив синхронизации
Ну и выполнили все действия
Hi yellow world

LOCK ПОЗВОЛЯЕТ ОБЕЗОПАСИТЬ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ ПОСЛЕДСТВИЙ

КАЖДОЕ УСТРОЙСТВО, ПОДКЛЮЧЕННОЕ К ХОТЬ КАКОЙ СЕТИ ИМЕЕТ IP АДРЕС
IP 192.168.0.2
IP 192.168.0.3
Wi-Fi
Ethernet

КАЖДОЕ УСТРОЙСТВО, ПОДКЛЮЧЕННОЕ К ХОТЬ КАКОЙ СЕТИ ИМЕЕТ IP АДРЕС
IP 192.168.0.2
IP 192.168.0.3
Wi-Fi
Ethernet

Мы говорим именно локальной сети, а не глобальном интернете, сегодня рассмотрим общение между устройствами именно в локальной сети.

СЕГОДНЯ СМОТРИМ НА ТРАНСПОРТНЫЙ УРОВЕНЬ
А именно на протокол UDP

КАК ПРОИСХОДИТ ПЕРЕДАЧА ИНФОРМАЦИИ С UDP
Google chrome
WoW
Наша программа
OS
Антивирус
Яндекс музыка
Наша прога
PUBG
OneNote
Slack
Outlook
IP 192.168.0.2
IP 192.168.0.3
???
5456
7856
7851
8954
45
905
4536
8394
94
327
2
Порт

IP назначения
Порт назначения
IP отправителя
Порт отправителя
Пользовательские данные
ДЕЙТАГРАММА

IP 192.168.0.2
IP 192.168.0.3
Наша программа, порт 5000
Наша программа, порт 5001
Программа формирует дейтаграмму
К 192.168.0.3
К 5001
От 192.168.0.2
От 5000
Данные – строка «PING»

IP 192.168.0.2
IP 192.168.0.3
Наша программа, порт 5000
Наша программа, порт 5001
Эта хреновина отправляется на местный роутер

IP 192.168.0.2
IP 192.168.0.3
Наша программа, порт 5000
Наша программа, порт 5001
Роутер знает, где находится ПК с необходимым IP

IP 192.168.0.2
IP 192.168.0.3
Наша программа, порт 5000
Наша программа, порт 5001
А компьютер знает, у какой программы нужный порт, и отправляет наши данные именно ей

IP 192.168.0.2
IP 192.168.0.3
Наша программа, порт 5000
Наша программа, порт 5001
Программ а на втором компьютере, получив информацию PING и зная, кто ее отправил, формирует обратную посылку с данными «PONG», и отправляет ее.