什么是程序设计

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书名：实战Java高并发程序设计

作者：葛一鸣

豆瓣评分：8.3

出版社：电子工业出版社

出版年份：2015-10-1

页数：339

内容简介：

在过去单核CPU时代，单任务在一个时间点只能执行单一程序，随着多核CPU的发展，并行程序开发就显得尤为重要。

《实战Java高并发程序设计》主要介绍基于Java的并行程序设计基础、思路、方法和实战。第一，立足于并发程序基础，详细介绍Java中进行并行程序设计的基本方法。第二，进一步详细介绍JDK中对并行程序的强大支持，帮助读者快速、稳健地进行并行程序开发。第三，详细讨论有关“锁”的优化和提高并行程序性能级别的方法和思路。第四，介绍并行的基本设计模式及Java 8对并行程序的支持和改进。第五，介绍高并发框架Akka的使用方法。最后，详细介绍并行程序的调试方法。

《实战Java高并发程序设计》内容丰富，实例典型，实用性强，适合有一定Java基础的技术开发人员阅读。

作者简介：

葛一鸣，51CTO特约讲师，国家认证系统分析师，获得OracleOCP认证。长期从事Java软件开发工作，对Java程序设计、JVM有深入的研究，对设计模式、人工智能、神经网络、数据挖掘等技术有浓厚兴趣，著有《自己动手写神经网路》电子书和《实战Java虚拟机》一书。

郭超，就职于杭州市道路运输管理局信息中心，主要从事大型交通管理系统的分布式管理和并发模型设计，对Java的研究比较深入，专注于分布式应用和并发应用。

1、挂科不影响研究生报考和录取。挂科肯定不影响报考，只要毕业前全部补考通过就行，但部分名校要求查看大学本科成绩单，可能会对面试有一些影响，但具体有多大影响则很难简单说。

2、《全国招收攻读硕士学位研究生简章》规定：

国家承认学历的应届本科毕业生（不含成人高校应届本科毕业生），入学报到时未获毕业资格的，入学时将取消录取资格。所以按照国家规定只要能按时毕业就可以了。

一般来说。mimd并行系统主要分为两种，多计算机和多处理器，集群系统属于多计算机，片上多核属于多处理器（共享内存的）。而mpi是在多计算机间进行消息传递的编程接口（mpi,message passing interface）标准，其是通过消息传递来进行数据传输、同步等一系列并行操作的，而在本机上结合c或fortran运行，所以其更加适合在多台机器之间的并行计算，每台机器上开启一个进程，当然你也可以在一台多核机器上跑好几个mpi进程（比如4核跑4个），这样其也能通过编程抽象成多计算机编程，不过还是通过消息传递，所以效率相对比较低。多核（多处理器）最好的并行编程模型还是openMP，其是通过对内存中的共享变量进行操作来完成数据传输、同步等操作的，效率相对较高。 跑mpi程序最好在linux下，windows下限制较多（防火墙等，且效率低），linux下现在比较流行openmpi。 希望对你有所帮助。

经典的么Michael Quinn 的 《MPI与Openmp并行程序设计》，太经典了，但绝版了，没pdf的，去复印吧。还有么Barry的并行程序设计，里面的调度算法讲得不错。还有机工的几本并行都不错的，不过很多都绝版了。

以过来人的建议千万别买陈国良的《并行计算》，完全抄袭黄凯的书！就算老师推荐也别买，谁买谁后悔！

希望对你有所帮助，来自一个硕士研究生朋友的建议。

云计算概念被提出以后并行计算技术和虚拟化技术成为其核心支撑技术，云计算将按需计算带给了普通的用户，也使并行计算成为普通用户也能方便使用的技术，而且并行计算中的"单一系统映像技术"实际也反映系统虚拟化的思想，所以广义来看并行计算技术本身可能包括虚拟化技术，因而并行计算技术是云计算技术中的一个相当重要的技术基础。

云计算及高性能计算的逐步普及使并行程序设计成为许多程序设计人员不可避免的一项艰巨工作，特别是云计算、个人高性能计算机（PHPC）等技术的深入发展，使许多技术人员开始从单机工作模式向并行计算模式转变。由于并行程序设计现在还没有一个很好的集成开发平台提供方便的组件给设计者使用，几乎所有的设计工作都需要从底层自己完成，因此并行程序的设计往往使很多程序设计者望而却步。MPI作为并行程序设计事实上的标准被广泛地应用于各个领域，不少企业及研究机构逐步认识到MPI的重要

c语言概要

第一章、概述

1、 c语言的基本知识

1.1、c语言的执行步骤

编辑-程序代码的录入，生成源程序*.c

编译-语法分析查错，翻译生成目标程序*.obj

（语法或逻辑错误，从第一个开始改，变量定义，语句格式，表达式格式等）

链接-与其他目标程序或库链接装配，生成可执行程序*.exe

执行

1.2、main函数的基本知识

main（）函数的位置

c程序总是从main( )函数开始执行

一个c程序可以包含一个主函数，即main（）函数；也可以包含一个main()函数和若干其它函数

1.3、c程序的结构

函数与主函数

程序由一个或多个函数组成

必须有一个且只能有一个主函数main()

程序执行从main开始，在main中结束，其他函数通过嵌套调用得以执行

程序语句

C程序由语句组成

用“；”作为语句终止符

注释

//

或

为注释，不能嵌套

不产生编译代码

1.4、c 程序书写的规则

习惯用小写字母，大小写敏感

不使用行号，无程序行概念：通常一个语句占一行

可使用空行和空格

常用锯齿形的书写格式；同一层次结构的语句上下对齐。

第二章、基本数据类型与运算

2.1、c程序的数据类型

注意类型和变量含义的不同（类型是固定好的名字，变量是自己起的名字）

变量占用的存储空间

数据类型

基本类型：整型、字符型、浮点型（单精度型，双精度型）

构造类型：数组类型、结构体类型

指针类型

空类型

注意基本类型赋初值的方式

基本数据类型的表示形式

整形数据

十进制：以非0数字开头，如：123，-9，0

八进制以0数字开头，如：0123，067

十六进制：以0x开头，如：0x123,0xff

实型数据

十进制：必须带小数点，如：123.0，-9.0

指数形式如：1.23E3，0.9e-2,5e2

字符型数据

普通字符：如：’a’,’2’,’H’,’#’

转义字符：如：’\n’,’\167’,’\xlf,’\\’

（实现几列的对齐：指定宽度。如%100\‘\t’制表位）

（字符串长度。“abc\n\t\\” strlen 6 sizeof 7）

基本数据类型的存储长度

整型

Int 字节数 2 位数 16 数的表示范围 -32768—32767

Short 2 16 -32768—32767

Long 4 32 -2147483648—2147483647

实型

Float 432 3.4e-38---3.4e38

Double864 1.7e-308---1.7e308

字符型

Char 18 -128----127

2.2、标识符命名规则

C语言标志符命名规则

标识符有数字，字母，下划线组成

标识符的首字符必须为字母和下划线

标识符不能为c语言的保留字（关键字）

如：auto extern sizeof float static case for struct char goto switch continue in typedef const if union default long unsigned do register void double return else short while enum signed

算术运算符 + - * / %

关系运算符 > < == >= <= !=

逻辑运算符 ！ && ||

位运算符 << >> ~ |^&

赋值运算符= 及其扩展赋值运算符

条件运算符 ? :

逗号运算符，

指针运算符 * &

求字节数运算符 sizeof

强制类型转换运算符（类型）

分量运算符. ->

下标运算符[ ]

其他 如函数调用运算符()

运算符的优先级

由高到低：单目运算符，算数运算符，关系运算符，赋值运算符

说明：单目运算符：自增运算符，自减运算符，类型装换运算符。结合方向：自右至左

如：++--I 先—i.。

算术运算 结合方向自左至右

2.3基本运算和表达式

关系表达式和逻辑表达式

(a>b)&&(x>y) (a==b)||(x==y) !=a||(a>b)

A&&b.a为0.不执行b

A||b a为1.不执行b

在 c 中逻辑运算结果：1代表“真”，0代表“假”；

判断一个表达式是否真：0代表“假”，非0代表“真”

条件表达式 逗号表达式

如：k=5,k++

逗号值为5；k为6.

表达式1？表达式2 ：表达式3

K=5>6 ? 1 : 0

2.4、混合运算的数据类型转换

2/3+0.5 双精度浮点型

第三章、顺序结构程序设计

3.1、c语句的分类

简单语句

表达式语句 表达式+分号

空语句 只有分号的语句

复合语句 用花括号将若干语句括起来

流程控制语句

选择语句 if ,switch

循环语句while, dowhile ,for

转移语句break ,continue ,return goto

3.2、格式输入函数scanf

一般形式：scanf(“格式控制字符串“，地址列表)；

使用scanf函数时，需要注意：

格式字符的个数必须与输入项的个数相同，数据类型必须一一对应，非格式字符串（说明性的）要原封不动的输入。

输入实行数据时，可以不带小数点，即按整型数据输入

数值型数据与字符或字符串混合输入时，需要注意输入方式。

3.3、格式输出函数printf

Printf（“格式控制字符串“，输出列表）；

指定输出格式，由格式字符串和非格式字符串两种组成，非格式字符串照原样输出。

%[标志][输出最小宽度][.精度][长度]类型

标志：- 左对齐；+ 右对齐；

%f, %d, %c, %s

3.4、其他输入输出函数

Putchar getchar puts gets

第四章、选择结构程序设计

If选择结构

单分支

If(表达式)

语句

双分支

If(表达式)

语句1

Else

语句2

多分支

If （表达式1）

语句1

Else if（表达式2）

语句2

。。。

Else if(表达式m)

语句m

Else

语句n

Switch（表达式）

{

Case 常量表达式1：语句1；break；

Case 常量表达式2：语句2；break；

。。。

Case 常量表达式m：语句m；break

Default:语句n；break

}

注意break的使用

第五章、循环结构程序设计

循环三要素

初始条件 ；终止条件 ；在初始条件和终止条件间反复做某件事情（循环体）

While(表达式)

语句

Do

语句

While(表达式)

For(循环体变量赋初值；循环条件；循环变量增量)

( for( ) // 进行时间延迟。在信息交换等时用。如for(i=0,i<100)互相通讯的时间延迟。 Delay )

Break语句 ：不能用于循环语句和switch语句之外的任何其他语句；跳出循环。

Continue语句 ：跳过循环体中剩余的语句而强行执行下一次循环；跳出本次循环。

第六章、函数与编译预处理

6.1、函数的定义和调用

类型标识符 函数名 （形式参数列表）

{声明部分

语句

}

例：

Int max (int x,int y)

{int z<br>Z=x>y?x:y<br>Return(z)}

6.2、局部变量和全局变量

注意函数中静态变量的定义和使用

6.3、变量的存储类型

局部变量的存储类型

自动变量(auto) 动态存储

局部静态变量（static） 静态存储

寄存器变量(register) 静态存储

全局变量的存储类型

自动变量（auto） 动态存储

外部变量 （extern） 静态存储

全局静态变量（static ）静态存储

Extern 外部引用

Static 不能用extern 引用。

第七章、数组

7.1、一维数组的定义和使用

特别需要注意循环体的初值，终止条件

例：

Main()

{

Int I,a[10]

For(i=0i<=9i++)

A=I

For(i=9i>=0i--)

Printf(“%d”,a)

}

注意下标问题

7.2、二维数组的定义和使用

二维数组的初始化

例如：

Int a[3][4]={{1,2,3,4},{5,6,7,8},{9,10,11,12}}

Int a[3][4]={1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12}

Int a[ ][4]={1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12}

Int a[ ][4]={{1,2,3,4},{5},{9,10,11,12}}

例如：int a[3][3]={{1},{2},{3}}

是对每一行的第一列元素赋值，未赋值的元素取0

7.3、字符数组和 字符串

字符串用字符数组来处理，结束标志符 ‘\0’

如：char c[ ]={“I am happy”}

用字符串常量使字符数组初值化

Char c[ ]={‘I’,’ ‘,’a’,’m’,’ ‘,’h’,’a’,’p’,’p’,’y’,’\0’}

第八章、指针

8.1、地址和指针的概念

Int I

Int *i_point

8.2、指针变量和变量的地址

操作符：* &

8.3、指针和一维数组

若有定义

Int a[10]

Int *p=a

分析下面表达式的含义：

A, &a,

*(a+i), a+I,

*(p+i), p+i

A=*(a+i)=*(P+i)

&a=a+i=p+i

8.4、指针与字符串

Main()

{

Char string[ ]=”I love china!”

Printf(“%s\n”,string)

}

Main()

{ char *string=”I love china!”

Printf(“%s\n”,string)

}

8.5、指针变量作为函数参数

形参的定义方式；实参的形式；参数的传递方式。

第九章、结构体

9.1、结构体类型和变量的定义

Struct 结构体名

{成员列表}；

Struct student

{char stuNO[8]<br>Char name[20]<br>Char sex<br>Int age<br>Float score<br>Char addr[30]<br>}

Stuct student

{char stuNO[8]<br>Char name[20]<br>Char sex<br>Int age<br>Float score<br>Char addr[30]<br>}

Struct student stu1, stu2

9.2、结构体变量的引用

一般形式为：

结构体变量名.成员名

9.3、结构体数组

结构体数组 结构体数组元素.成员名

指向结构体的指针变量

（*p）.成员名

p->成员名

其他

Strcpy(字符数组1，字符串2)

Strcat(字符数组1，字符数组2)

Strcmp(字符串1，字符串2)

Strlen（字符数组）

你有个程序要执行CPU密集型工作，你想让他利用多核CPU的优势来运行的快一点。

concurrent.futures 库提供了一个 ProcessPoolExecutor 类， 可被用来在一个单独的Python解释器中执行计算密集型函数。 不过，要使用它，你首先要有一些计算密集型的任务。 我们通过一个简单而实际的例子来演示它。假定你有个Apache web服务器日志目录的gzip压缩包：

进一步假设每个日志文件内容类似下面这样：

下面是一个脚本，在这些日志文件中查找出所有访问过robots.txt文件的主机：

前面的程序使用了通常的map-reduce风格来编写。 函数 find_robots() 在一个文件名集合上做map操作，并将结果汇总为一个单独的结果， 也就是 find_all_robots() 函数中的 all_robots 集合。 现在，假设你想要修改这个程序让它使用多核CPU。 很简单——只需要将map()操作替换为一个 concurrent.futures 库中生成的类似操作即可。 下面是一个简单修改版本：

通过这个修改后，运行这个脚本产生同样的结果，但是在四核机器上面比之前快了3.5倍。 实际的性能优化效果根据你的机器CPU数量的不同而不同。

ProcessPoolExecutor 的典型用法如下：

其原理是，一个 ProcessPoolExecutor 创建N个独立的Python解释器， N是系统上面可用CPU的个数。你可以通过提供可选参数给 ProcessPoolExecutor(N) 来修改 处理器数量。这个处理池会一直运行到with块中最后一个语句执行完成， 然后处理池被关闭。不过，程序会一直等待直到所有提交的工作被处理完成。

被提交到池中的工作必须被定义为一个函数。有两种方法去提交。 如果你想让一个列表推导或一个 map() 操作并行执行的话，可使用 pool.map() :

另外，你可以使用 pool.submit() 来手动的提交单个任务：

如果你手动提交一个任务，结果是一个 Future 实例。 要获取最终结果，你需要调用它的 result() 方法。 它会阻塞进程直到结果被返回来。

如果不想阻塞，你还可以使用一个回调函数，例如：

回调函数接受一个 Future 实例，被用来获取最终的结果（比如通过调用它的result()方法）。 尽管处理池很容易使用，在设计大程序的时候还是有很多需要注意的地方，如下几点：

一旦启动你不能控制子进程的任何行为，因此最好保持简单和纯洁——函数不要去修改环境。

它会克隆Python解释器，包括fork时的所有程序状态。 而在Windows上，克隆解释器时不会克隆状态。 实际的fork操作会在第一次调用 pool.map() 或 pool.submit() 后发生。

你应该在创建任何线程之前先创建并激活进程池（比如在程序启动的main线程中创建进程池）。