کتاب صوتی برنامه نویسی چندنخی (Multithreading) در Qt: اجرای موازی و بدون وقفه با QThread و QtConcurrent

🎓 دوره آموزشی جامع

📚 اطلاعات دوره

عنوان دوره: دوره برنامه نویسی چندنخی (Multithreading) در Qt: اجرای موازی و بدون وقفه با QThread و QtConcurrent

موضوع کلی: برنامه نویسی

موضوع میانی: کیوت (Qt)

📋 سرفصل‌های دوره

• 1. موضوعات دوره آموزشی "برنامه نویسی چندنخی (Multithreading) در Qt: اجرای موازی و بدون وقفه با QThread و QtConcurrent":
• 2. مقدمه ای بر برنامه نویسی موازی و چندنخی
• 3. چرا به برنامه نویسی چندنخی نیاز داریم؟
• 4. مفاهیم اصلی: Thread، Process، Concurrency، Parallelism
• 5. مزایای برنامه نویسی چندنخی: responsiveness, throughput, resource utilization
• 6. معایب و چالش‌های برنامه نویسی چندنخی: complexities, debugging, race conditions, deadlocks
• 7. مروری بر مدل رویداد Qt (Qt Event Loop)
• 8. نقش ترد اصلی (GUI Thread) در برنامه های Qt
• 9. محدودیت‌های اجرای کد زمان‌بر در ترد اصلی
• 10. معرفی QThread به عنوان ابزاری برای تردسازی در Qt
• 11. آشنایی با کلاس‌های پایه Qt برای تردسازی
• 12. ساختار کلاس QThread و چرخه عمر آن
• 13. شروع یک ترد جدید با QThread::start()
• 14. متد run() در QThread: اجرای منطق ترد
• 15. پایان دادن به ترد: QThread::quit(), QThread::exit(), QThread::wait()
• 16. تفاوت بین اجرای run() به صورت مستقیم و با start()
• 17. خطای رایج:* ارث‌بری از QThread و پیاده‌سازی run()
• 18. راهکار صحیح:* انتقال QObject به ترد دیگر (moveToThread)
• 19. مفهوم شیء کارگر (Worker Object)
• 20. پیاده‌سازی Worker Object با QObject
• 21. انتقال Worker Object به QThread با moveToThread()
• 22. مدیریت چرخه عمر Worker Object و QThread
• 23. سیگنال‌ها و اسلات‌ها در QThread (بخش اول: برای ارتباط اولیه)
• 24. آشنایی با سیگنال‌های داخلی QThread (started, finished, terminated)
• 25. مدیریت اولویت‌های ترد (Thread Priority)
• 26. مثال عملی: انجام یک عملیات طولانی در ترد جداگانه
• 27. چالش‌های ارتباط بین تردها
• 28. ارتباط بین تردها با استفاده از سیگنال‌ها و اسلات‌ها
• 29. انواع اتصال (Connection Types) در سیگنال‌ها و اسلات‌ها: Direct, Queued, BlockingQueued, Auto
• 30. انتخاب نوع اتصال مناسب برای ارتباط بین تردها
• 31. معرفی QMutex برای حفاظت از داده‌های مشترک
• 32. قفل کردن و آزاد کردن QMutex: lock(), unlock()
• 33. استفاده از QMutexLocker برای مدیریت خودکار قفل
• 34. مثال: حفاظت از یک منبع مشترک با QMutex
• 35. Race Condition و Deadlock: مفاهیم و نمونه‌ها
• 36. QReadWriteLock: قفل خواندن/نوشتن برای سناریوهای خاص
• 37. کاربرد QReadWriteLock برای بهینه‌سازی دسترسی به داده
• 38. معرفی QSemaphore: سقف گذاری برای دسترسی به منابع
• 39. acquire(), release() در QSemaphore
• 40. مثال: مدیریت دسترسی به یک استخر منابع با QSemaphore
• 41. QWaitCondition: هماهنگ سازی تردها بر اساس شرایط
• 42. wait(), wakeOne(), wakeAll() در QWaitCondition
• 43. مثال: پیاده‌سازی Producer-Consumer با QWaitCondition
• 44. QThreadStorage: داده‌های اختصاصی برای هر ترد
• 45. کاربرد QThreadStorage برای جلوگیری از اشتراک گذاری ناخواسته
• 46. QAtomicInt و QAtomicPointer: عملیات اتمیک
• 47. مقایسه انواع مکانیزم‌های همگام‌سازی Qt
• 48. پیاده‌سازی یک بافر اشتراکی ایمن با QMutex و QWaitCondition
• 49. جلوگیری از Deadlock با طراحی مناسب
• 50. استفاده از QMutex در توابع const (mutable keyword)
• 51. Thread-safe کردن کلاس‌های سفارشی
• 52. معرفی QtConcurrent به عنوان ابزار سطح بالا
• 53. مزایای استفاده از QtConcurrent نسبت به QThread
• 54. QtConcurrent::run(): اجرای یک تابع یا متد در ترد پس‌زمینه
• 55. انتقال آرگومان‌ها به QtConcurrent::run()
• 56. دریافت مقدار بازگشتی از QtConcurrent::run() با QFuture
• 57. QFuture: مدیریت نتیجه عملیات‌های موازی
• 58. QFutureWatcher: نظارت بر وضعیت QFuture با سیگنال و اسلات
• 59. سیگنال‌های QFutureWatcher (started, finished, progress, canceled)
• 60. مثال: بارگذاری تصویر در پس‌زمینه با QtConcurrent::run() و QFutureWatcher
• 61. QtConcurrent::map(): اعمال یک تابع به هر عنصر از یک کانتینر
• 62. QtConcurrent::mapped(): نگاشت و تولید یک کانتینر جدید
• 63. QtConcurrent::filter(): فیلتر کردن عناصر کانتینر
• 64. QtConcurrent::filtered(): فیلتر و تولید کانتینر جدید
• 65. QtConcurrent::reduce(): تجمیع نتایج
• 66. ترکیب map/filter/reduce برای عملیات پیچیده
• 67. سفارشی سازی Executor در QtConcurrent (QThreadPool)
• 68. محدود کردن تعداد تردها در QtConcurrent
• 69. مثال: پردازش مجموعه‌ای از داده‌ها با QtConcurrent::map
• 70. متوقف کردن و کنسل کردن عملیات QtConcurrent
• 71. گزارش پیشرفت عملیات‌های QtConcurrent
• 72. Thread Affinity و قواعد moveToThread
• 73. کار با QObject در تردها: نکات مهم
• 74. طراحی Thread-safe برای کلاس‌های Qt
• 75. ساختار کلی برنامه های Multithreaded در Qt
• 76. استراتژی‌های مدیریت خطا در برنامه نویسی چندنخی
• 77. اشکال زدایی (Debugging) برنامه های چندنخی: چالش‌ها
• 78. ابزارهای اشکال زدایی برای برنامه های چندنخی
• 79. استفاده از لاگینگ (Logging) برای عیب یابی تردها
• 80. Performance Profiling در برنامه های چندنخی
• 81. Bottle-neckها و نقاط داغ (Hotspots) در کد
• 82. مقیاس پذیری (Scalability) برنامه های چندنخی
• 83. استفاده از QThreadPool برای مدیریت تردها (پایین‌سطح‌تر از QtConcurrent)
• 84. ساختار و مدیریت QThreadPool
• 85. ارسال تسک‌ها به QThreadPool با QRunnable
• 86. زمانبندی و اولویت‌بندی تسک‌ها در QThreadPool
• 87. مدیریت Thread-local Storage در C++11 به بعد (thread_local)
• 88. مقایسه QThreadStorage و thread_local
• 89. الگوی Producer-Consumer پیشرفته با استفاده از QSemaphore و QWaitCondition
• 90. پیاده‌سازی سیستم صف بندی تسک‌ها با QThreadPool
• 91. تست واحد (Unit Testing) برای کدهای چندنخی
• 92. الگوی Singleton در محیط چندنخی (Thread-safe Singleton)
• 93. استفاده از تردها با QTimer (QTimer::singleShot در ترد دیگر)
• 94. کار با سوکت‌ها در تردهای جداگانه (QAbstractSocket)
• 95. کار با پایگاه داده در تردهای جداگانه (QSqlDatabase)
• 96. پیاده‌سازی UI Responsive با تردسازی
• 97. چالش‌های تردسازی با ویجت‌های Qt (GUI Elements)
• 98. محدودیت‌های دسترسی به ویجت‌ها از ترد غیر GUI
• 99. استفاده از QMetaObject::invokeMethod() برای فراخوانی متدها در ترد GUI
• 100. طراحی یک برنامه واقعی با ترکیبی از QThread و QtConcurrent