در عصر حاضر که نرم‌افزارها نقشی حیاتی در هر جنبه‌ای از زندگی ما ایفا می‌کنند، کارایی (Performance) و پاسخگویی (Responsiveness) به ستون‌های اصلی موفقیت یک برنامه تبدیل شده‌اند. با رشد روزافزون پردازنده‌های چند هسته‌ای، برنامه‌نویسی تک‌رشته‌ای دیگر قادر به بهره‌برداری کامل از توان سخت‌افزاری نیست. اینجاست که برنامه‌نویسی چندرشته‌ای (Multithreading) با C++ مدرن به عنوان یک مهارت ضروری برای هر توسعه‌دهنده جدی مطرح می‌شود.

این دوره جامع، شما را با جدیدترین تکنیک‌ها و ابزارهای C++ برای ایجاد برنامه‌های همزمان و موازی آشنا می‌سازد. از مفاهیم بنیادی رشته‌ها گرفته تا مدیریت پیشرفته همگام‌سازی و بهینه‌سازی عملکرد، تمامی جنبه‌های لازم را پوشش خواهیم داد. توجه کنید که این دوره به صورت فیزیکی بر روی فلش مموری ۳۲ گیگابایتی ارائه می‌شود و امکان دانلود آن وجود ندارد. این شیوه تضمین می‌کند که شما به تمامی محتوای آموزشی، شامل ویدئوها و کدهای نمونه، به سادگی و بدون وابستگی به اینترنت دسترسی خواهید داشت.

سی‌پلاس‌پلاس مدرن (C++11, C++14, C++17, C++20) با معرفی قابلیت‌های استاندارد برای همزمانی، این زبان را به یکی از قدرتمندترین ابزارها برای توسعه برنامه‌های چندرشته‌ای تبدیل کرده است. با فراگیری این مباحث، شما مزایای چشمگیری را تجربه خواهید کرد:

• بهره‌برداری حداکثری از سخت‌افزار: استفاده بهینه از تمامی هسته‌های پردازنده برای افزایش سرعت اجرای برنامه‌ها.
• افزایش پاسخگویی برنامه: جلوگیری از قفل شدن رابط کاربری در هنگام انجام عملیات سنگین با اجرای آن‌ها در پس‌زمینه.
• آمادگی برای بازار کار: مهارت برنامه‌نویسی چندرشته‌ای یکی از پرتقاضاترین توانایی‌ها در صنایع مختلف از جمله توسعه بازی، سیستم‌های توزیع شده، هوش مصنوعی و پردازش داده است.
• کاهش پیچیدگی: با درک صحیح الگوهای همزمانی، می‌توانید کدهایی بنویسید که هم کارآمد باشند و هم نگهداری آن‌ها آسان‌تر باشد.
• حل مشکلات رایج: یادگیری نحوه شناسایی و رفع شرایط رقابتی (Race Conditions) و بن‌بست‌ها (Deadlocks) که از چالش‌های اصلی برنامه‌نویسی همزمان هستند.

این دوره فراتر از صرفاً معرفی APIها، به شما فلسفه و تفکر برنامه‌نویسی همزمان را می‌آموزد تا بتوانید راهکارهای قدرتمندی برای مسائل پیچیده ارائه دهید.

این دوره به گونه‌ای طراحی شده است که شما را از سطح مبتدی تا پیشرفته در زمینه چندرشته‌ای با C++ مدرن یاری کند. پس از گذراندن این دوره، شما به مهارت‌های زیر دست خواهید یافت:

• درک عمیق از تفاوت‌ها و ارتباط میان رشته‌ها (Threads)، پردازش‌ها (Processes)، همزمانی (Concurrency) و موازی‌سازی (Parallelism).
• تسلط بر مدیریت رشته‌ها با استفاده از std::thread: شامل ایجاد، پایان‌دادن، پیوستن (joining) و جدا کردن (detaching) رشته‌ها.
• یادگیری مکانیزم‌های همگام‌سازی (Synchronization) داده‌ها: استفاده از Mutexها (std::mutex, std::recursive_mutex, std::timed_mutex) و قفل‌های هوشمند (Smart Locks) نظیر std::lock_guard و std::unique_lock برای جلوگیری از دسترسی همزمان و ناامن به منابع مشترک.
• آشنایی با متغیرهای شرطی (std::condition_variable) برای هماهنگی و ارتباط موثر بین رشته‌ها، به خصوص در الگوهای Producer-Consumer.
• فراگیری عملیات اتمیک (std::atomic) برای انجام عملیات بدون قفل بر روی انواع داده‌های ساده و درک مدل حافظه C++ (Memory Model) برای همزمانی.
• تسلط بر برنامه‌نویسی ناهمگام (Asynchronous Programming) با Futures و Promises (std::async, std::future, std::promise) برای مدیریت وظایف زمان‌بر و دریافت نتایج آن‌ها.
• درک و پیاده‌سازی ساختارهای داده‌ای همزمان (Concurrent Data Structures) و طراحی یک Thread Pool کارآمد برای مدیریت بهینه رشته‌ها و وظایف.
• توانایی اشکال‌زدایی (Debugging) و بهینه‌سازی (Optimization) برنامه‌های چندرشته‌ای، از جمله شناسایی بن‌بست‌ها و شرایط رقابتی.
• آشنایی با الگوهای طراحی (Design Patterns) متداول در برنامه‌نویسی چندرشته‌ای و نحوه اعمال آن‌ها در سناریوهای واقعی.

برای اینکه بتوانید بیشترین بهره‌برداری را از محتوای غنی این دوره ببرید، داشتن دانش و تجربه قبلی در حوزه‌های زیر از اهمیت بالایی برخوردار است:

• آشنایی کامل با مبانی زبان C++: شامل درک متغیرها، انواع داده، عملگرها، ساختارهای کنترلی (حلقه‌ها و شرط‌ها)، توابع، پوینترها و رفرنس‌ها.
• تسلط بر مفاهیم برنامه‌نویسی شی‌گرا (OOP) در C++: از جمله کلاس‌ها، اشیاء، سازنده‌ها و مخرب‌ها، ارث‌بری، چندریختی و کپسوله‌سازی.
• آشنایی با کتابخانه استاندارد C++ (STL): از جمله استفاده از کانتینرهایی مانند std::vector، std::map و درک کلی از الگوریتم‌های آن.
• تجربه عملی کدنویسی: توانایی نوشتن، کامپایل و اجرای برنامه‌های C++ در یک محیط توسعه (IDE) مانند Visual Studio, CLion یا VS Code.

اگرچه آشنایی اولیه با مفاهیم سیستم‌عامل (نظیر مدیریت پردازش‌ها و حافظه) می‌تواند به درک بهتر کمک کند، اما برای شروع این دوره اجباری نیست و مباحث لازم در طول دوره توضیح داده می‌شوند.

این دوره به صورت ماژولار و ساختار یافته ارائه می‌شود تا شما قدم به قدم، از مفاهیم پایه‌ای تا پیشرفته‌ترین تکنیک‌ها را فرا بگیرید:

• ماژول ۱: مقدمه‌ای بر مبانی همزمانی و موازی‌سازی

  • معرفی مفاهیم همزمانی، موازی‌سازی، رشته‌ها و پردازش‌ها
  • چرایی نیاز به Multithreading در نرم‌افزارهای مدرن
  • مدل حافظه C++ برای Concurrency

• ماژول ۲: شروع با std::thread و مدیریت رشته‌ها

  • نحوه ایجاد و اجرای رشته‌های جدید
  • تفاوت join() و detach() و کاربردهای آن‌ها
  • ارسال آرگومان و دریافت نتایج از رشته‌ها

• ماژول ۳: محافظت از داده‌های مشترک با Mutexها و Lockها

  • درک پدیده‌های Race Condition و Deadlock
  • استفاده از std::mutex، std::recursive_mutex و std::timed_mutex
  • قفل‌های هوشمند: std::lock_guard و std::unique_lock
  • استراتژی‌های پیشگیری و رفع Deadlock

• ماژول ۴: هماهنگی بین رشته‌ها با Condition Variables

  • آشنایی با std::condition_variable برای همگام‌سازی پیچیده
  • پیاده‌سازی الگوی Producer-Consumer با متغیرهای شرطی

• ماژول ۵: عملیات اتمیک و std::atomic

  • معرفی عملیات اتمیک به عنوان جایگزینی سبک برای قفل‌ها
  • انواع اتمیک و memory_order
  • کاربردهای عملی std::atomic در سناریوهای مختلف

• ماژول ۶: برنامه‌نویسی ناهمگام با Futures و Promises

  • مفهوم برنامه‌نویسی ناهمگام و مزایای آن
  • کار با std::async برای اجرای توابع به صورت ناهمگام
  • استفاده از std::future برای دریافت نتایج عملیات ناهمگام
  • بهره‌گیری از std::promise برای ارسال نتایج به Future

• ماژول ۷: ساختارهای داده‌ای همزمان و Thread Pool

  • بررسی چالش‌های طراحی ساختارهای داده‌ای همزمان (مانند صف‌ها و پشته‌ها)
  • پیاده‌سازی و استفاده از یک Thread Pool برای مدیریت بهینه منابع رشته
  • توزیع وظایف بین رشته‌های Thread Pool

• ماژول ۸: اشکال‌زدایی و بهینه‌سازی برنامه‌های چندرشته‌ای

  • چالش‌های منحصر به فرد اشکال‌زدایی در برنامه‌های همزمان
  • ابزارها و تکنیک‌های رایج برای شناسایی Race Condition و Deadlock
  • نکات عملکردی و روش‌های بهینه‌سازی کد چندرشته‌ای

• ماژول ۹: الگوهای طراحی و سناریوهای پیشرفته

  • معرفی الگوهای طراحی متداول مانند Singleton Thread-Safe و Reader-Writer Lock
  • تحلیل سناریوهای واقعی و انتخاب رویکرد مناسب برای برنامه‌نویسی همزمان

قلب این دوره، تمرکز بر یادگیری عملی است. هر مفهوم تئوری با مثال‌های کدنویسی واضح و قابل اجرا همراه است. شما در طول دوره، فرصت خواهید داشت تا با دست خود کد بنویسید و نتایج را مشاهده کنید. این شامل:

• پیاده‌سازی شبیه‌سازی‌های دنیای واقعی برای درک بهتر Race Condition و Deadlock.
• ساخت یک سرور ساده چندرشته‌ای که می‌تواند به درخواست‌های همزمان رسیدگی کند.
• نوشتن برنامه‌های پردازش داده موازی برای بهبود کارایی محاسباتی.
• طراحی یک رابط کاربری پاسخگو با اجرای عملیات سنگین در پس‌زمینه.
• تمرینات رفع اشکال برای شناسایی و تصحیح مشکلات همزمانی در کدهای آماده.

این رویکرد عملی تضمین می‌کند که شما نه تنها مفاهیم را درک می‌کنید، بلکه قادر به پیاده‌سازی و حل مسائل پیچیده در پروژه‌های واقعی خواهید بود.

این دوره برای طیف وسیعی از افراد و با اهداف مختلف طراحی شده است:

• برنامه‌نویسان C++: که به دنبال ارتقاء مهارت‌های خود در زمینه توسعه برنامه‌های با کارایی بالا و پاسخگو هستند.
• دانشجویان علوم کامپیوتر و مهندسی نرم‌افزار: که می‌خواهند دانش خود را در زمینه سیستم‌های عامل، برنامه‌نویسی موازی و توزیع‌شده عمیق‌تر کنند.
• مهندسان نرم‌افزار در حوزه‌های خاص: از جمله توسعه‌دهندگان بازی، سیستم‌های مالی (FinTech)، هوش مصنوعی، و سیستم‌های نهفته که نیاز مبرم به بهینه‌سازی عملکرد دارند.
• هر علاقه‌مندی به C++: که به دنبال درک عمیق‌تر نحوه عملکرد نرم‌افزار در دنیای چند هسته‌ای امروز است.

همانطور که پیش‌تر ذکر شد، این دوره ارزشمند به صورت انحصاری بر روی فلش مموری ۳۲ گیگابایتی به شما تقدیم می‌شود. این فلش مموری حاوی تمامی ویدئوهای آموزشی با کیفیت بالا، کدهای منبع مثال‌ها، اسلایدهای آموزشی (در صورت وجود) و هر گونه فایل تکمیلی دیگر است. این روش، دسترسی دائمی و آفلاین شما به محتوای دوره را تضمین می‌کند، بدون نگرانی از سرعت اینترنت، حجم دانلود یا محدودیت‌های دسترسی.

با تهیه این دوره، شما در واقع بر روی آینده حرفه‌ای خود سرمایه‌گذاری می‌کنید و مهارت‌هایی را کسب خواهید کرد که در بازار کار رقابتی امروز بسیار ارزشمند هستند.