Многопоточное программирование на Java презентация

Содержание

Java Advanced / Многопоточное программирование. Средства языка Java Содержание Потоки Блокировки (синхронизация) Мониторы и условия Модель памяти Java Примеры Заключение

Слайд 1Многопоточное программирование на Java
Java Advanced

Слайд 2Java Advanced / Многопоточное программирование. Средства языка Java
Содержание
Потоки
Блокировки (синхронизация)
Мониторы и условия
Модель

памяти Java
Примеры
Заключение

Слайд 3Потоки
Часть 1

Слайд 4Java Advanced / Многопоточное программирование. Средства языка Java
Создание потоков
Класс Thread –

поток
Позволяет создавать потоки и производить операции с ними
Интерфейс Runnable – сущность, которая может быть запущена
public void run();

Слайд 5Java Advanced / Многопоточное программирование. Средства языка Java
Создание потока (Runnable)
Пример кода
//

Создание потока
Thread t = new Thread(new Runnable() {
public void run() {
System.out.println("Hello");
}
});
// Запуск потока
t.start();

Слайд 6Java Advanced / Многопоточное программирование. Средства языка Java
Создание потока (Thread)
Не рекомендуется

использовать
Пример кода
// Создание потока
Thread t = new Thread() {
public void run() {
System.out.println("Hello");
}
};
// Запуск потока
t.start();

Слайд 7Java Advanced / Многопоточное программирование. Средства языка Java
Состояния потока
Состояние потока возвращается

методами int getState() и boolean isAlive() класса Thread

Слайд 8Java Advanced / Многопоточное программирование. Средства языка Java
Свойства потока
Основные свойства
id –

идентификатор потока
name – имя потока
priority – приоритет
daemon – поток-демон
Свойства потока не могут изменяться после запуска

Слайд 9Java Advanced / Многопоточное программирование. Средства языка Java
Взаимодействие потоков
Создание потока
Запуск потока
Ожидание

окончания потока
Прерывание потока

Слайд 10Java Advanced / Многопоточное программирование. Средства языка Java
Ожидание окончания потока
Методы класса

Thread
join() – ожидать до завершения
join(long millis) – ожидать до завершения или истечения millis миллисекунд
join(long millis, long nanos) – ожидать до завершения или истечения millis миллисекунд и nanos миллисекунд
Все методы ожидания кидают InterruptedExcepton

Слайд 11Java Advanced / Многопоточное программирование. Средства языка Java
Прерывание потока
Методы класса Thread
interrupt()

– установить флаг прерывания
isInterrupted() – проверить флаг прерывания
interrupted() – проверить и сбросить флаг прерывания
Методы, которые ожидают в процессе выполнения должны бросать InterruptedException

Слайд 12Java Advanced / Многопоточное программирование. Средства языка Java
Дополнительные методы
Приостановка выполнения
sleep(time) –

приостановить поток на время
yield() – позволить выполниться другим потокам
Получение текущего потока
currentThread()

Слайд 13Блокировки (синхронизация)
Часть 2

Слайд 14Java Advanced / Многопоточное программирование. Средства языка Java
Общий случай
Любой объект может

служить блокировкой
Снятие блокировки производится автоматически
Синтаксис
synchronized (o) { // Получение блокировки
…
} // Снятие блокировки

Слайд 15Java Advanced / Многопоточное программирование. Средства языка Java
Методы экземпляра
Метод экземпляра может

быть объявлен синхронизованным
public synchronized int getValue() { … }

Эквивалентно
public int getValue() {
synchronized (this) { … }
}

Слайд 16Java Advanced / Многопоточное программирование. Средства языка Java
Производитель-потребитель (1)
Класс данных
class Data

{
private Object data;
public void set(Object data) { … }
public Object get() { … }
}

Слайд 17Java Advanced / Многопоточное программирование. Средства языка Java
Производитель-потребитель (2)
Установка значения
public

void set(Object data) {
while (true) {
synchronized (this) {
if (data == null) {
this.data = data;
break;
}
}
}
}

Слайд 18Java Advanced / Многопоточное программирование. Средства языка Java
Производитель-потребитель (3)
Получение значения
public

Object get() {
while (true) {
synchronized (this) {
if (data != null) {
Object d = data; data = null;
return d;
}
}
}
}

Слайд 19Мониторы (условия)
Часть 3

Слайд 20Java Advanced / Многопоточное программирование. Средства языка Java
Монитор
Любой объект может быть

монитором
Для взаимодействия с монитором поток должен иметь блокировку на него
Методы монитора
wait(time?) – ожидание монитора
notify() – извещение одного из ждущих потоков
notifyAll() – извещение всех ждущих потоков

Слайд 21Java Advanced / Многопоточное программирование. Средства языка Java
Мониторы и блокировки
При ожидании

монитора блокировка с него снимается
При извещении поток не получает управления пока не может получить блокировку обратно
Псевдокод
monitor.unlock()
monitor.await()
monitor.lock()

Слайд 22Java Advanced / Многопоточное программирование. Средства языка Java
Производитель-потребитель (2)
Установка значения
public synchronized

void set(Object data)
throws InterruptedException
{
while (data != null) wait();
this.data = data;
notify();
}

Слайд 23Java Advanced / Многопоточное программирование. Средства языка Java
Производитель-потребитель (3)
Получение значения
public synchronized

Object get()
throws InterruptedException
{
while (data == null) wait();
Object d = data;
data = null;
notify();
return d;
}

Слайд 24Модель памяти Java
Часть 3

Слайд 25Java Advanced / Многопоточное программирование. Средства языка Java
Основные свойства
Атомарность
Видимость
Упорядоченность

Слайд 26Java Advanced / Многопоточное программирование. Средства языка Java
Атомарность
Атомарная операция выполняется как

единое целое
Операции над всеми типами кроме long и double являются атомарными

Слайд 27Java Advanced / Многопоточное программирование. Средства языка Java
Пример
int a = 0;
long

b = 0;
a = 1;
b = -1;

Возможные значения a
0
1
Возможные значения b
0
-1
0xffffffff00000000
0x00000000ffffffff
…

Слайд 28Java Advanced / Многопоточное программирование. Средства языка Java
Видимость
Изменения произведенные потоком 1

видимы потоком 2
Видимость гарантируется в следующих случаях
После изменений поток 1 освободил блокировку, которую захватил поток 2
После изменения поток 1 создал поток 2
Поток 2 дождался окончания потока 1
При неправильной синхронизации изменения могут быть видимы в произвольном порядке

Слайд 29Java Advanced / Многопоточное программирование. Средства языка Java
Пример
int a = 0;
int

b = 0;
a = 1;
b = 2;

Возможные значения пары а, b
0, 0
1, 0
1, 2
0, 2

Слайд 30Java Advanced / Многопоточное программирование. Средства языка Java
Упорядоченность
Программы выполняются как если

бы они были написаны последовательно
С точки зрения других потоков выполнение программы может производиться в произвольном порядке

Слайд 31Java Advanced / Многопоточное программирование. Средства языка Java
Пример
int a = 0;
a

= 1;
a = 2;

Возможные последовательности значений а
0, 0
0, 1
0, 2
1, 2
2, 0
2, 1
…

Слайд 32Java Advanced / Многопоточное программирование. Средства языка Java
Volatile-переменные
Операции с volatile-переменными всегда

атомарны
При чтение значения volatile-переменной оно всегда читается из общей памяти
При записи значения volatile-переменной оно всегда записывается в общую память
Если volatile-ссылка изменилась, то данные доступные по ней могли не измениться

Слайд 33Java Advanced / Многопоточное программирование. Средства языка Java
Пример
volatile List l =

null;

t1() {
List l = new ArrayList();
l.add(new Object());
this.l = l;
}



Object t2() {
while (l != null) {
return l.get(0);
}
}

Слайд 34Java Advanced / Многопоточное программирование. Средства языка Java
Выводы
При отсутствии правильной синхронизации

потоки могут увидеть практически что угодно

Слайд 35Примеры
Часть 4

Слайд 36Java Advanced / Многопоточное программирование. Средства языка Java
Барьер
public await(Barrier that) {

// 0
synchronized (this) { // 1
this.generation++; // 2
this.notify(); // 3
} // 4
synchronized (that) { // 5
while (this.generation != that.generation) { // 6
that.wait(); // unlock 7, await 8, lock 9
} // 10
} // 11
}

Слайд 37Java Advanced / Многопоточное программирование. Средства языка Java
Диаграмма переходов для барьера

Слайд 38Java Advanced / Многопоточное программирование. Средства языка Java
Гарантированный deadlock
public void run()

{ // 0
synchronized (o1) { // 1
o1.notifyAll(); // 2
synchronized (o2) { // 3
try {
o2.wait(); // unlock 4, await 5, lock 6
} catch (InterruptedException e) {}
} // 7
} // 8
}

Слайд 39Java Advanced / Многопоточное программирование. Средства языка Java
Диаграмма переходов для deadlock

Слайд 40Заключение
Часть 6

Слайд 41Java Advanced / Многопоточное программирование. Средства языка Java
Выводы
Программы должны быть хорошо

синхронизированы
Недосинхронизированные программы могут вести себя практически как угодно
Пересенхронизированные программы часто страдают deadlock’ами

Слайд 42Java Advanced / Многопоточное программирование. Средства языка Java
Ссылки
JLS. Threads and Locks

// http://java.sun.com/docs/books/jls/third_edition/html/memory.html
Threads: Doing Two or More Tasks At Once (Java Tutorial) // http://java.sun.com/docs/books/tutorial/essential/threads/index.html

Слайд 43Java Advanced / Многопоточное программирование. Средства языка Java
Вопросы

Похожие презентации

Скакунова Анастасия Евгеньевна 217
prezentatsiya po innovatsiyam v doshkolnom obrazovanii 232
Педагогический состав МО начальных классов 286
Роботы. Развитие человечества 201
Антиаритмические ЛС. 604
Поздравляем наших замечательных девушек с 8 марта 194

Обратная связь

Если не удалось найти и скачать презентацию, Вы можете заказать его на нашем сайте. Мы постараемся найти нужный Вам материал и отправим по электронной почте. Не стесняйтесь обращаться к нам, если у вас возникли вопросы или пожелания:

Email: Нажмите что бы посмотреть 

Что такое ThePresentation.ru?

Это сайт презентаций, докладов, проектов, шаблонов в формате PowerPoint. Мы помогаем школьникам, студентам, учителям, преподавателям хранить и обмениваться учебными материалами с другими пользователями.

Для правообладателей

Яндекс.Метрика