›
›

Giáo trình thực hành Lập trình hướng đối tượng - Bài thực hành số 9.2: Viết phần mềm demo tính hiệu quả của lập trình multi-thread

Download
Trang 1  
MÔN : LẬP TRÌNH HƯỚNG ĐỐI TƯỢNG  
Bài thực hành số 9.2 : Viết phần mềm demo tính hiệu quả của lập trình multi-thread  
I. Mục tiêu :  
ƒ
Giúp SV làm quen với việc dùng class Thread của namespace System.Threadings ₫ể quản  
lý thread.  
ƒ
Giúp SV thấy ₫ược tính hiệu quả của lập trình multi-thread so với lập trình tuần tự.  
II. Nội dung :  
Xây dựng chương trình nhỏ cho phép người dùng chọn số thread cần dùng ₫ể tính tích  
ƒ
của 2 ma trận có kích thước ₫ủ lớn. Sau khi tính xong, chương trình sẽ hiển thị thời gian  
chạy ₫ể người dùng biết ₫ộ hiệu quả khi dùng số thread khác nhau.  
III. Chuẩn ₫ầu ra :  
ƒ
Sinh viên nắm vững và sử dụng thành thạo class Thread ₫ể quản lý thread.  
IV. Qui trình :  
1. Chạy VS .Net, chọn menu File.New.Project ₫ể hiển thị cửa sổ New Project.  
2. Mở rộng mục Visual C# trong TreeView "Project Types", chọn mục Windows, chọn icon  
"Windows Form Application" trong listbox "Templates" bên phải, thiết lập thư mục chứa  
Project trong listbox "Location", nhập tên Project vào textbox "Name:" (td. ThreadDemo1),  
click button OK ₫ể tạo Project theo các thông số ₫ã khai báo.  
3. Form ₫ầu tiên của ứng dụng ₫ã hiển thị trong cửa sổ thiết kế, việc thiết kế form là quá trình  
lặp 4 thao tác tạo mới/xóa/hiệu chỉnh thuộc tính/tạo hàm xử lý sự kiện cho từng ₫ối tượng  
cần dùng trong form.  
4. Nếu cửa sổ ToolBox chưa hiển thị chi tiết, chọn menu View.Toolbox ₫ể hiển thị nó (thường  
nằm ở bên trái màn hình). Click chuột vào button  
ToolBox ₫ể chuyển nó về chế ₫ộ hiển thị thường trực.  
(Auto Hide) nằm ở góc trên phải cửa sổ  
5. Duyệt tìm phần tử Label (trong nhóm Common Controls), chọn nó, dời chuột về góc trên trái  
của form và vẽ nó với kích thước mong muốn. Xem cửa sổ thuộc tính của Label vừa vẽ  
(thường ở góc dưới phải màn hình), duyệt tìm và hiệu chỉnh thuộc tính Text = "Nhập số  
thread cần chạy :".  
6. Duyệt tìm phần tử TextBox (trong nhóm Common Controls), chọn nó, dời chuột về ngay phải  
Label vừa vẽ và vẽ TextBox với kích thước ₫ủ ₫ể nhập số nguyên nhỏ. Xem cửa sổ thuộc tính  
của TextBox vừa vẽ, duyệt tìm và hiệu chỉnh thuộc tính (Name) = txtThreads.  
7. Duyệt tìm phần tử Button (trong nhóm Common Controls), chọn nó, dời chuột về bên phải  
TextBox vừa vẽ và vẽ Button với kích thước mong muốn. Xem cửa sổ thuộc tính của Button  
vừa vẽ, duyệt tìm và hiệu chỉnh thuộc tính Text = "Ưu tiên thấp", duyệt tìm và thay ₫ổi thuộc  
tính (Name) = btnCham.  
8. Lặp lại bước 7 ₫ể vẽ thêm button ngay bên phải button vừa vẽ với thuộc tính Text = "Ưu tiên  
cao", (Name) = btnNhanh.  
9. Lặp lại bước 8 ₫ể vẽ thêm button ngay bên phải button btnNhanh với thuộc tính Text = "Tính  
tích 2 ma trận", (Name) = btnStart.  
10. Duyệt tìm phần tử ListBox (trong nhóm Common Controls), chọn nó, dời chuột về bên dưới  
Label và vẽ ListBox với kích thước mong muốn. Xem cửa sổ thuộc tính của ListBox vừa vẽ,  
duyệt tìm và hiệu chỉnh thuộc tính (Name) = lbKetqua.  
Sau khi thiết kế xong, Form có dạng sau :  
Trang 2  
11. Dời chuột về button btnCham, ấn kép chuột vào nó ₫ể tạo hàm xử lý sự kiện Click chuột cho  
button, cửa sổ mã nguồn sẽ hiển thị ₫ể ta bắt ₫ầu viết code cho hàm. Cách tổng quát ₫ể tạo  
hàm xử lý sự kiện là chọn ₫ối tượng btnCham, cửa sổ thuộc tính của nó sẽ hiển thị, click icon  
₫ể hiển thị danh sách các sự kiện của ₫ối tượng, duyệt tìm sự kiện quan tâm (Click), ấn  
kép chuột vào comboBox bên phải sự kiện Click ₫ể máy tạo tự ₫ộng hàm xử lý cho sự kiện  
này. Cửa sổ mã nguồn sẽ hiển thị khung sườn của hàm vừa ₫ược tạo với thân rỗng, viết thân  
cho hàm này như sau :  
private void btnCham_Click(object sender, EventArgs e)  
{
//thiết lập chế ₫ộ quyền ưu tiên realtime cho chương trình  
myPrio = ProcessPriorityClass.BelowNormal;  
}
11. Dời chuột về button btnNhanh, ấn kép chuột vào nó ₫ể tạo hàm xử lý sự kiện Click chuột cho  
button, cửa sổ mã nguồn sẽ hiển thị khung sườn của hàm vừa ₫ược tạo với thân rỗng, viết  
thân cho hàm này như sau :  
private void btnNhanh_Click(object sender, EventArgs e)  
{
//thiết lập chế ₫ộ quyền ưu tiên realtime cho chương trình  
myPrio = ProcessPriorityClass.RealTime;  
}
12. Dời chuột về button btnStart, ấn kép chuột vào nó ₫ể tạo hàm xử lý sự kiện Click chuột cho  
button, cửa sổ mã nguồn sẽ hiển thị khung sườn của hàm vừa ₫ược tạo với thân rỗng, viết  
thân cho hàm này như sau :  
private void btnStart_Click(object sender, EventArgs e)  
{
//xác ₫ịnh ₫ối tượng quản lý process hiện hành  
MyProc = Process.GetCurrentProcess();  
//thay ₫ổi quyền ưu tiên theo yêu cầu người dùng  
MyProc.PriorityClass = myPrio;  
//xác ₫ịnh số thread tham gia tính tích 2 ma trận  
int cnt = Int32.Parse(txtThreads.Text);  
int i;  
//ghi nhận thời ₫iểm bắt ₫ầu tính tích  
DateTime t1 = DateTime.Now;  
if (cnt == 1) { //dùng thuật giải tuần tự  
Trang 3  
TinhTich(new Params(null, 0, N, 0));  
}
else //dùng thuật giải song song gồm cnt-1 thread con và 1 thread chính có sẵn  
{
Thread t;  
for (i = 0; i < cnt-1; i++) {//lặp tạo và chạy từng thread con  
stateLst[i] = 0; //ghi nhận thread i chưa chạy xong  
//tạo thread mới ₫ể chạy hàm TinhTich  
t = new Thread(new ParameterizedThreadStart(TinhTich));  
//thiết lập quyền ưu tiên cho thread i  
t.Priority = tPrio[i % 5];  
//hiển thị ₫ộ ưu tiên của thread i  
lbKetqua.Items.Add(String.Format("Thread {0:d} co do uu tien = {1:d}", i,  
t.Priority.ToString()));  
//kích hoạt thread i chạy và truyền các tham số cần thiết cho nó  
t.Start (new Params(t, i*N/cnt, (i+1)*N/cnt,i));  
}
//bản thân thread cha cũng tính N/cnt hàng cuối của ma trận tích  
TinhTich(new Params(null, (cnt-1)*N/cnt, N, cnt-1));  
//chờ ₫ợi các thread con hoàn thành  
for (i = 0; i < cnt-1; i++)  
while (stateLst[i] == 0); //cho  
}
//ghi nhận thời ₫iểm kết thúc tính tích  
DateTime t2 = DateTime.Now;  
System.TimeSpan diff;  
//hiển thị ₫ộ ưu tiên hiện hành của chương trình  
lbKetqua.Items.Add("Ung dung da chay voi quyen " + myPrio.ToString());  
//hiển thị thời gian tính của từng thread con  
for (i = 0; i < cnt - 1; i++)  
{
diff = dateLst[i];  
lbKetqua.Items.Add(String.Format("Thread {0:d} chay ton {1:d2} phut {2:d2} giay  
{3:d3} ms", i, diff.Minutes, diff.Seconds, diff.Milliseconds));  
}
diff = t2.Subtract(t1);  
//hiển thị thời gian tổng cộng ₫ể tính tích  
lbKetqua.Items.Add(String.Format("{0:d} threads ==> Thoi gian chay la {1:d2} phut  
{2:d2} giay {3:d3} ms", cnt, diff.Minutes, diff.Seconds, diff.Milliseconds));  
}
13. Dời chuột về ₫ầu class Form1 rồi thêm lệnh ₫ịnh nghĩa các kiểu dữ liệu, các thuộc tính, các  
hàm dịch vụ cần dùng như sau :  
class Params //₫ịnh nghĩa class ₫ối tượng chứa các tham số cần truyền cho thread con  
{
public Thread t;  
//₫ối tượng quản lý thread tương ứng  
public int sr; //hàng bắt ₫ầu tính  
public int er; //hàng kết thúc tính +1  
public int id; //chỉ số thread trong danh sách quản lý  
public Params(Thread t, int s, int e, int i)  
{
this.t = t; sr = s;  
er = e;  
Trang 4  
id = i;  
}
};  
//₫ịnh nghĩa 3 biến ma trận  
double[,] A;  
double[,] B;  
double[,] C;  
//₫ịnh nghĩa biến chứa số hàng/cột của ma trận  
int N;  
//₫ịnh nghĩa danh sách trạng thái thi hành của các thread con  
int[] stateLst = new int [20];  
//₫ịnh nghĩa danh sách thời gian thi hành của các thread con  
System.TimeSpan[] dateLst = new System.TimeSpan[20];  
//₫ịnh nghĩa biến miêu tả quyền ưu tiên của chương trình  
ProcessPriorityClass myPrio = ProcessPriorityClass.Normal;  
Process MyProc;  
//₫ịnh nghĩa danh sách các quyền ưu tiên cho các thread  
ThreadPriority[] tPrio = {  
ThreadPriority.Lowest, ThreadPriority.BelowNormal, ThreadPriority.Normal,  
ThreadPriority.AboveNormal, ThreadPriority.Highest};  
//₫ịnh nghĩa hàm các hàng ma trận tích theo yêu cầu trong tham số  
void TinhTich (object obj) {  
DateTime t1 = DateTime.Now;  
Params p = (Params)obj;  
int h, c, k;  
for (h = p.sr; h < p.er; h++)  
for (c = 0; c < N; c++)  
{
double s = 0;  
for (k = 0; k < N; k++)  
s = s + A[h, k] * B[k, c];  
C[h, c] = s;  
}
//ghi nhận ₫ã hoàn thành nhiệm vụ  
stateLst[p.id] = 1;  
//ghi nhận thời gian tính  
dateLst[p.id] = DateTime.Now.Subtract(t1);  
}
14. Tìm hàm khởi tạo Form1 rồi thêm các lệnh khởi tạo các ma trận A và B như sau :  
public Form1()  
{
InitializeComponent();  
//thêm vào các lệnh khởi tạo sau ₫ây  
lbKetqua.Items.Clear();  
//khởi tạo các ma trận A, B, C  
N = 1000;  
A = new double[N,N];  
B = new double[N,N];  
C = new double[N,N];  
int h, c;  
Trang 5  
for (h = 0 ; h < N; h++)  
for (c = 0; c < N; c++)  
A[h,c] = B[h,c] = c;  
}
15. Dời chuột về ₫ầu file mã nguồn Form1 rồi thêm lệnh using như sau :  
using System.Diagnostics;  
using System.Threading;  
16. Chọn menu Debug.Start Debugging ₫ể dịch và chạy thử ứng dụng.  
17. Khi Form chương trình hiển thị, hãy nhập số 1 vào Textbox số thread cần chạy, click chuột  
vào button "Tính tích 2 ma trận", chờ xem thời gian chạy tốn bao lâu rồi ghi nhận.  
18. Lặp lại bước 17 với số thread tăng dần, rồi ghi nhận lại thời gian chạy của từng trường hợp.  
19. So sánh thời gian chạy ₫ể ₫ánh giá ₫ộ hiệu quả của multi-thread vời số lượng thread khác  
nhau.  
pdf 5 trang myanh 23020 Free
Download
Bạn đang xem tài liệu "Giáo trình thực hành Lập trình hướng đối tượng - Bài thực hành số 9.2: Viết phần mềm demo tính hiệu quả của lập trình multi-thread", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên

File đính kèm:

  • pdfgiao_trinh_thuc_hanh_lap_trinh_huong_doi_tuong_bai_thuc_hanh.pdf