Long, long time ago… Нет, не так. 4 месяца назад я рассказал вам, как из клея и резиновых сапог создать с нуля свой стратостат с телеметрическим модулем и видеокамерой. Я так же описал наш опыт запуска и поиска этого метеозонда, обозначив несколько возникших проблем. Что ж. Мы анализировали, анализировали и доанализировались до четвертого шара. И сейчас я расскажу вам, что произошло за это время, почему он четвертый, и где пропавшие два. Эта часть будет менее технической, т.к. изменений конструкции почти не было, но те что были — имеют значение. Если вы вне контекста, то эту часть советую читать только после прочтения первой (хотя бы технических разделов). Ссылка на первую часть ниже. Будет много фото, видео и графиков. Поехали?

Это расшифровка-перевод доклада Саши Гольдштейна, признанного лучшим на конференции DotNext 2016 Piter. С годами этот доклад стал лишь актуальнее прежнего: появление Mac на ARM-процессорах — еще один пример, почему разработчикам сегодня нужно думать не только о x86-архитектуре.

Речь пойдет о проблемах, с которыми вы можете столкнуться при написании многопоточного кода, если вы думаете, что достаточно умны, чтоб спроектировать свои собственные механизмы синхронизации.

То, что подходит процессорам Intel на архитектурах x86 и x86-64, может не подойти другой архитектуре. Как только вы перенесете свой код на другой процессор, например, на ARM для iPhone и Android, есть вероятность, что он перестанет работать как надо. Проблемы могут быть как очевидными (воспроизводиться с первого-второго раза), так и не очень (возникать только раз в миллион итераций). Вполне вероятно, что такие баги могут добраться до продакшна. Сегодня .NET и, конечно, C++ можно использовать не только на Windows и Intel, но и на других платформах, так что доклад будет полезен многим разработчикам.

Дисклеймер: статья предназначена для продвинутых читателей. Смотрите на свой страх и риск. За частое упоминание барьеров памяти и изменения порядка исполнения инструкций она получила возрастное ограничение 18+.

Random numbers should not be generated with a method chosen at random.
— Donald Knuth

Копаясь как-то в исходниках одного сервиса в поисках уязвимостей, я наткнулся на генерацию одноразового кода для аутентификации через SMS. Обработчик запросов на отправку кода упрощённо выглядел так:

class AuthenticateByPhoneHandler
{
    /* ... */

    static string GenerateCode() => rnd.Next(100000, 1000000).ToString();

    readonly static Random rnd = new Random();
}

Проблема видна невооруженным глазом: для генерации 6-тизначного кода используется класс Random — простой некриптографический генератор псевдослучайных чисел (ГПСЧ). Займёмся им вплотную: научимся предсказывать последовательность случайных чисел и прикинем возможный сценарий атаки на сервис.

Потокобезопасность

Кстати, заметим, что в приведённом фрагменте кода доступ к статическому экземпляру rnd класса Random из нескольких потоков не синхронизирован. Это может привести к неприятному казусу, который можно часто встретить в вопросах и ответах на StackOverflow:

Как известно, на любом языке можно писать, как на Java, а первая любовь джависта — это написание Garbage Collectors и JIT Compilers. С этим связано множество восхитительных вопросов, например: каким образом можно из управляемого кода напрямую работать с машинным кодом и ассемблером?

Кроме того, в этой статье будет небольшой пример на C#. В какой-то момент стало понятно, что нельзя всегда изучать одну Java. Рантаймы динамических языков используют общую теорию и на практике работают в рамках похожих проблем. Самый простой способ продвинуть свою работу — посмотреть, как там у соседей, и скопировать себе что-нибудь хорошее.

Теперь про ассемблер и машинный код. Зачем это нужно — вопрос открытый. Например, вы наслушались о Meltdown и хотите написать для него красивое API :-) Ну, и не надо забывать, что Oracle — не боги, поддержку того же AVX-512 добавили только в Девятке, прямое управление аппаратной транзакционной памятью не ложится на язык, часть стандартных методов можно реализовать лучше, чем это сделали в SDK и т.п. — у нас всегда есть с чем покопаться!

1. Индексаторы могут использовать params параметры

public string this[string key]
 {
   get { return internalDictionary[key]; }
 }

По следам недавнего топика «Обработка больших объемов данных в памяти на C#» представляю перевод упоминавшейся там статьи о структурах.

C#. Guid.NewGuid(). Linux. Windows. Randomness or Uniqueness. RNG and PRNG. Performance. Benchmarking.

Цель нашей сегодняшней сказки — развлечься как следует. Детективная история в поисках потерянного перфоманса с красивым финалом и эффектным результатом непосредственно связана с набором слов из предыдущего абзаца.

Лирическое вступление

Введение

Parallel.ForEach

public static ParallelLoopResult ForEach<TSource>(
			 IEnumerable<TSource> source,
			 Action<TSource> body)

PLINQ

Выполнение независимых операций