Презентация на тему Java.SE.07 Multithreading

потоками
Синхронизация
Concurrent

Многопоточная программа содержит две и более частей, которые могут

2011 © EPAM Systems, RD Dep.

сравнению с многозадачными процессами. Процессы — это тяжеловесные задачи,

2011 © EPAM Systems, RD Dep.

которые максимально используют CPU, потому что время его простоя

2011 © EPAM Systems, RD Dep.

потоков, и все библиотеки классов разработаны с учетом многопоточности.

2011 © EPAM Systems, RD Dep.

что устраняется механизм "главный цикл/опрос". Один поток может делать

2011 © EPAM Systems, RD Dep.

быть в состоянии выполнения.
Может находиться в состоянии готовности

2011 © EPAM Systems, RD Dep.

Thread, его методах и связанном с ним интерфейсе Runnable.

2011 © EPAM Systems, RD Dep.

RD Dep.
package _java._se._07.startthread;

public class Walk implements Runnable {
public void

RD Dep.
package _java._se._07.startthread;

public class Talk extends Thread {
public void

RD Dep.
package _java._se._07.startthread;
public class DemoThead {
public static void main(String[]

RD Dep.
Talking
Walking
Walking
Talking
Walking
Talking
Talking
Walking
Walking
Talking
Walking
Talking
Walking
Talking
Walking
Talking

Systems, RD Dep.

выполняться немедленно.

Он обычно называется главным потоком.

Главный поток

2011 © EPAM Systems, RD Dep.

запуска программы, он может управляться через Thread-объект. Для организации

2011 © EPAM Systems, RD Dep.

RD Dep.
package _java._se._07.startthread;
public class CurrentThreadDemo {
public static void main(String

RD Dep.
Текущий поток: Thread[main,5,main]
После изменения имени: Thread[My Thread,5,main]
5
4
3
2
1

поток.

Один из них позволяет вызывать метод isAlive() на

2011 © EPAM Systems, RD Dep.

только иногда, чаще для ожидания завершения потока вызывается метод

2011 © EPAM Systems, RD Dep.

и boolean isAlive() класса Thread

2011 © EPAM Systems, RD

RD Dep.
package _java._se._07.startthread;
public class DemoJoin {
public static void main(String

RD Dep.
class NewThread implements Runnable {
String name; // name

RD Dep.
New thread: Thread[One,5,main]
New thread: Thread[Two,5,main]
One: 5
New thread: Thread[Three,5,main]
Two:

RD Dep.
package _java._se._07.startthread;
public class GetStateDemo implements Runnable{
public void run()

RD Dep.
Thread-0 RUNNABLE
Thread-0 TERMINATED

должен приводить к приостановке потока на некоторый квант времени,

2011 © EPAM Systems, RD Dep.

class MyThread3 extends Thread {
public void run() {
for (int i = 0; i < 10; i++) {
System.out.println("child thread");
Thread.yield();
}
}
}

для принятия решений о том, когда нужно разрешать выполнение

2011 © EPAM Systems, RD Dep.

(т. е. перехватывать у него управление процессором).

Скажем, когда

2011 © EPAM Systems, RD Dep.

один и тот же приоритет, должны время от времени

2011 © EPAM Systems, RD Dep.

setPriority(), который является членом класса Thread. Вот его общая

2011 © EPAM Systems, RD Dep.

вызывая метод getPriority() класса Thread, чей формат имеет следующий

2011 © EPAM Systems, RD Dep.

RD Dep.
package _java._se._07.startthread;
public class PriorityDemo {
public static void main(String

RD Dep.
class Clicker implements Runnable {
int click = 0;
Thread

RD Dep.
Low-priority thread: 35443425
High-priority thread: 36428949

не мог начать останавливать и прерывать все потоки подряд,

2011 © EPAM Systems, RD Dep.

что позволяет организовать все потоки и группы в иерархическое

2011 © EPAM Systems, RD Dep.

приоритет.

Чтобы определить, к какой группе относится поток, следует

2011 © EPAM Systems, RD Dep.

RD Dep.
package _java._se._07.startthread;
class MyThread extends Thread {
boolean suspended;
MyThread(String threadname,

RD Dep.
void suspendMe() {
suspended = true;
}
synchronized void resumeMe() {
suspended

RD Dep.
public class ThreadCroupDemo {

public static void main(String[] args){

RD Dep.
try {
System.out.println("Waiting for

RD Dep.
New thread: Thread[One,5,Group A]
New thread: Thread[Two,5,Group A]
One: 5
New

Waiting for threads to finish.
One: 4
Three: 3
One: 3
Two: 3
Four: 3
Three: 2
Two: 2
One: 2
Four: 2
Three: 1
One: 1
Two: 1
Four: 1
Three exiting.
Two exiting.
One exiting.
Four exiting.
Main thread exiting.

с программой, но не являются неотъемлемой частью программы.

Если

2011 © EPAM Systems, RD Dep.

RD Dep.
package _java._se._07.startthread;
class T extends Thread {
public void run()

RD Dep.
public class DaemonDemo {
public static void main(String[] args)

RD Dep.
старт потока-демона
старт обычного потока
последний оператор main
завершение обычного потока

может добровольно отказаться от управления. Это делается явно, переходом

2011 © EPAM Systems, RD Dep.

существовать способ добиться синхронности, когда в этом возникает необходимость.

2011 © EPAM Systems, RD Dep.

— монитор.

Монитор — это механизм управления связью между

2011 © EPAM Systems, RD Dep.

ваша программа должна явно получить и использовать.

В Java-системе

2011 © EPAM Systems, RD Dep.

отдельные потоки, нужно определить, как они будут взаимодействовать друг

2011 © EPAM Systems, RD Dep.

ресурсу, им необходим некоторый способ гарантии того, что ресурс

2011 © EPAM Systems, RD Dep.

заданный момент.

Когда поток получает блокировку, говорят, что он

2011 © EPAM Systems, RD Dep.

имеет свой собственный неявный связанный с ним монитор.

Чтобы

2011 © EPAM Systems, RD Dep.

_java._se._07.synchro;
public class SynchroMethodDemo {
private String objID;
public SynchroMethodDemo(String

public static void main(String[] args) {
final SynchroMethodDemo

objID=obj1 - entering doStuff()
threadA: objID=obj1 - local variable num=10
threadA:

простые и эффективные средства достижения синхронизации, они не будут

2011 © EPAM Systems, RD Dep.

синхронизации
}

где object — ссылка на объект, который нужно синхронизировать.

2011 © EPAM Systems, RD Dep.

_java._se._07.synchro;
public class SynchroBlockDemo {
public static synchronized void staticA() {
System.out.println("entering

static void main(String[] args) {
Runnable runA = new Runnable()

staticA()
leaving staticA()
in staticB() : inside sync block

связь между процессами.

Многопоточность заменяет программирование цикла событий, делением

2011 © EPAM Systems, RD Dep.

поток производит некоторые данные, а другой — их потребляет.

2011 © EPAM Systems, RD Dep.

уступить монитор и переходить в режим ожидания ("спячки"), пока

2011 © EPAM Systems, RD Dep.

_java._se._07.synchro;
class MyResource {
boolean ready = false;
synchronized void waitFor() throws

MyThread implements Runnable {
MyResource myResource;
MyThread(String name, MyResource so) {
myResource

is entering waitFor().
..........MyThread resuming execution.

которая специально относится к многозадачности, это — (взаимная) блокировка.

2011 © EPAM Systems, RD Dep.

причинам:

Вообще говоря, она происходит очень редко, когда интервалы временного

2011 © EPAM Systems, RD Dep.

могут использоваться, чтобы отображать время дня. Если пользователь не

2011 © EPAM Systems, RD Dep.

потока программа использовала методы suspend () и resume (),

2011 © EPAM Systems, RD Dep.

или stop() для управления потоком.

Поток должен быть спроектирован так,

2011 © EPAM Systems, RD Dep.

содержащий много полезных возможностей, касающихся синхронизации и параллелизма: java.util.concurrent.

2011 © EPAM Systems, RD Dep.

управления потоками сосредоточены в пакете java.util.concurrent. Среди них можно

2011 © EPAM Systems, RD Dep.

и CopyOnWriteArrayList (реализация List, оптимизированная для случая, когда количество

2011 © EPAM Systems, RD Dep.

прерываемые попытки блокировки, очереди блокировки и установку ожидания снятия

2011 © EPAM Systems, RD Dep.

их высокопроизводительные аналоги SyncronizedInt и др.;

обработка неотловленных прерываний: класс

2011 © EPAM Systems, RD Dep.

специальный класс, который называют Executors. Объекты данного класса помогаю

2011 © EPAM Systems, RD Dep.

executor;
public class MyThread implements Runnable {
public int count =

package executor;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
public class Solution {
public static void main(String[] args) {
ExecutorService ex = Executors.newCachedThreadPool();
ex.execute(new MyThread());
ex.execute(new MyThread());
}
}

метод execute, которому в качестве параметра необходимо передать объект,

2011 © EPAM Systems, RD Dep.

Данная реализация применяется в тех случаях, когда вы заранее

2011 © EPAM Systems, RD Dep.

следующие полезные возможности:

Возможность остановить выполняемый процесс
Возможность выполнения не только

2011 © EPAM Systems, RD Dep.

необходимо, чтобы поток после выполнения своей работы возвращал нам

2011 © EPAM Systems, RD Dep.

executorservice;
import java.util.concurrent.Callable;
public class MyThread implements Callable {
public int count

В данном примере метод call() вернет нам число после завершения операции.

Для передачи объекта, созданного нами класса исполнителя, используется метод

executorservice;
import java.util.concurrent.ExecutionException;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.Future;
public class Solution {
public

рассмотрим метод переводящий поток в состояние ожидания.

Для этого

2011 © EPAM Systems, RD Dep.

timeunit;
import java.util.concurrent.Callable;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
public class MyThread implements Callable {
public int

мьютексами. Он находиться в библиотеке java.util.concurrent.

Объект класса Lock

2011 © EPAM Systems, RD Dep.

_java._se._07._concurrent;
import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;
public class LockDemo implements Runnable{
public static int

могут быть прерваны планировщиком потоков. Чтение и запись примитивных

2011 © EPAM Systems, RD Dep.

public class MyThread implements Runnable {
public static volatile int count;
public void run() {
for (int i = 0; i < 10000000; i++) {
count++;
}
System.out.println(count);
}
}

атомарных классов: AtomicInteger, Atomic Long ,AtomicReference и т.д. Данный

2011 © EPAM Systems, RD Dep.

package atomic;
import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;
public class MyThread implements Runnable {
public static AtomicInteger count = new AtomicInteger(0);
public void run() {
for (int i = 0; i < 10000000; i++) {
// count.incrementAndGet();
// count.addAndGet(1);
count.getAndAdd(1);
}
System.out.println(count);
}
}

Dep.
package _java._se._07._concurrent;
import java.util.Random;
import java.util.concurrent.PriorityBlockingQueue;
class Task implements Comparable {
private int

Manager implements Runnable {
private QueueTask pbQ;
private String name;
public Manager(QueueTask

QueueTask{
private PriorityBlockingQueue queue = new PriorityBlockingQueue();
public Task getTask() {
return

class PriorityBlockingQueueDemo {
public static void main(String[] args) {
QueueTask pbQueue

get task number 2
Jonh get task number 8
Jonh get

этом примере PriorityQueue
2011 © EPAM Systems, RD Dep.
Jonh get