Презентация Мова програмування Java. Потоки виконання. Паралельне виконання. Синхронізація потоків. Взаємодія потоків онлайн
На нашем сайте вы можете скачать и просмотреть онлайн доклад-презентацию на тему Мова програмування Java. Потоки виконання. Паралельне виконання. Синхронізація потоків. Взаємодія потоків абсолютно бесплатно. Урок-презентация на эту тему содержит всего 34 слайда. Все материалы созданы в программе PowerPoint и имеют формат ppt или же pptx. Материалы и темы для презентаций взяты из открытых источников и загружены их авторами, за качество и достоверность информации в них администрация сайта не отвечает, все права принадлежат их создателям. Если вы нашли то, что искали, отблагодарите авторов - поделитесь ссылкой в социальных сетях, а наш сайт добавьте в закладки.
Презентации » Устройства и комплектующие » Мова програмування Java. Потоки виконання. Паралельне виконання. Синхронізація потоків. Взаємодія потоків
Оцените!
Оцените презентацию от 1 до 5 баллов!
- Тип файла:ppt / pptx (powerpoint)
- Всего слайдов:34 слайда
- Для класса:1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11
- Размер файла:625.00 kB
- Просмотров:77
- Скачиваний:0
- Автор:неизвестен
Слайды и текст к этой презентации:
№3 слайд
![Мова Java та потоки виконання](/documents_6/c302ce58fc3c116909b89cf471bd0f01/img2.jpg)
Содержание слайда: Мова Java та потоки виконання
Потоки виконання - це частини програми, які можуть виконуватись паралельно
Java на відміну від багатьох інших мов програмування має вбудовані засоби підтримки потоків виконання та управління паралельним виконанням
Це досягається завдяки тому, що JVM підтримує власні потоки виконання (JVM Thread)
Потоки виконання JVM відображаються на потоки операційної системи та тим самим отримують обчислювальні потужності
№5 слайд
![Поняття потоку виконання в](/documents_6/c302ce58fc3c116909b89cf471bd0f01/img4.jpg)
Содержание слайда: Поняття потоку виконання в Java
Потоки виконання в Java
кожний потік виконання має свій стек та регістр program counter
можуть виконувати один й той самий код (але кожний потік буде виконувати код у своєму стеку)
мають доступ до одного й того самого адресного простору (JVM Heap) та можуть маніпулювати одними й тими самими даними
Потоки виконання в Java – це екземпляри класу java.util.Thread
№7 слайд
![Крок . Визначення коду для](/documents_6/c302ce58fc3c116909b89cf471bd0f01/img6.jpg)
Содержание слайда: Крок 1. Визначення коду для виконання
Варіант 1 – визначити код безпосередньо у потоці. Для цього необхідно розширити клас java.lang.Thread
public class MyThread extends Thread {
@Override
public void run() {
System.out.println("MyThread");
}
}
Варіант2 – визначити код у окремому класі. Для цього необхідно реалізувати інтерфейс java.lang.Runnable
class MyRunnable implements Runnable {
@Override
public void run() {
System.out.println("MyRunnable");
}
}
Реалізувати інтерфейс Runnable – це кращий спосіб визначення коду для потоку виконання
оскільки дозволяє відокремити код потоку від коду «роботи», яку потік виконує
№8 слайд
![Крок . Створення екземпляру](/documents_6/c302ce58fc3c116909b89cf471bd0f01/img7.jpg)
Содержание слайда: Крок 2. Створення екземпляру потоку виконання та призначення коду для виконання
Варіант 1 – якщо визначено нащадок класу Thread
MyThread t = new MyThread();
Варіант 2 – якщо реалізовано інтерфейс Runnable
MyRunnable r = new MyRunnable();
Thread t = new Thread(r);
Один екземпляр Runnable можна передати декільком об’єктам Thread
MyRunnable r = new MyRunnable();
Thread t1 = new Thread(r);
Thread t2 = new Thread(r);
Thread t3 = new Thread(r);
№10 слайд
![Приклад. Запуск дек лькох](/documents_6/c302ce58fc3c116909b89cf471bd0f01/img9.jpg)
Содержание слайда: Приклад. Запуск декількох потоків
public class ThreadStarter {
public static void main(String[] args) {
NamedRunnable nr = new NamedRunnable();
Thread one = new Thread(nr);
Thread two = new Thread(nr);
Thread three = new Thread(nr);
one.setName("Первый");
two.setName("Второй");
three.setName("Третий");
one.start();
two.start();
three.start();
}
}
class NamedRunnable implements Runnable {
public void run() {
System.out.println("Запущен " + Thread.currentThread().getName());
System.out.println("Закончен "+ Thread.currentThread().getName());
}
}
№11 слайд
![Основн стани поток в](/documents_6/c302ce58fc3c116909b89cf471bd0f01/img10.jpg)
Содержание слайда: Основні стани потоків виконання
Після запуску потоку за допомогою методу start він не відразу отримує обчислювальні потужності
Основні стани потоків виконання:
Готовий до виконання – потік переходить в цей стан після виклику методу start
Виконується – такому потоку надано обчислювальні потужності
Заблоковано – виконання такого потоку призупинено
Після завершення виконання потік не може бути запущений знову.
Перевірка стану потоку
Клас Thread, метод isAlive - поток “живий”, якщо він стартований, але виконання методу run ще не завершено.
№12 слайд
![Планувальник поток в](/documents_6/c302ce58fc3c116909b89cf471bd0f01/img11.jpg)
Содержание слайда: Планувальник потоків виконання
Планувальник потоків виконання (Thread Scheduler)
Складова JVM
Надає потоку виконання обчислювальні потужності
Планувальник застосовує алгоритм із витисненням на основі пріоритетів
Планувальник обирає для виконання потік з найвищим пріоритетом, який знаходиться у стані готовності до виконання (runnable)
Якщо з’являється інший потік із вищим пріоритетом у стані готовності до виконання, то застосовується витиснення – потік з меншим пріоритетом повертається у стан готовності до виконання, а потік з більшим пріоритетом виконується
№13 слайд
![Блокування поток в виконання](/documents_6/c302ce58fc3c116909b89cf471bd0f01/img12.jpg)
Содержание слайда: Блокування потоків виконання
Методи для тимчасового блокування виконання потоку:
public static void sleep(long millis) throws InterruptedException
public static void yield()
public final void join() throws InterruptedException
sleep – заснути на мілісекунди. Статичний метод, який діє на потік виконання, в він якому викликаний. Метод sleep дає змогу виконатися потокам із меншими пріоритетами
join – чекати, поки вказаний потік не завершить виконання (див. приклад на наступних слайдах)
yield – дати шанс іншим потокам виконатися. Якщо є потоки у стані “готовий до виконання”, то вони будуть переведені у стан “виконуються”. Якщо таких потоків немає, то потік продовжить виконання.
№14 слайд
![Приклад sleep public class](/documents_6/c302ce58fc3c116909b89cf471bd0f01/img13.jpg)
Содержание слайда: Приклад sleep
public class ThreadStarter {
public static void main(String[] args) {
NamedRunnable nr = new NamedRunnable();
Thread one = new Thread(nr);
Thread two = new Thread(nr);
Thread three = new Thread(nr);
one.setName("Первый");
two.setName("Второй");
three.setName("Третий");
one.start();
two.start();
three.start();
}
}
class NamedRunnable implements Runnable {
public void run() {
System.out.println("Запущен " + Thread.currentThread().getName());
try {
Thread.sleep(1000); // діє на той потік, в якому викликаний sleep
}
catch (InterruptedException ex) {}
System.out.println("Закончен " + Thread.currentThread().getName());
}
}
}
№16 слайд
![Типи поток в виконання Типи](/documents_6/c302ce58fc3c116909b89cf471bd0f01/img15.jpg)
Содержание слайда: Типи потоків виконання
Типи потоків:
Потоки-“демони” (daemon threads) – «сервісні» потоки. Зазвичай виконуються з низьким пріоритетом. Прикладом є garbage collector thead.
Користувацькі потоки (user threads)
JVM завершує своє виконання, коли завершують виконання усі користувацькі потоки
Будь-який потік може стати “демоном”
Методи Thread: setDaemon, isDaemon
№18 слайд
![Ц л сн сть даних public class](/documents_6/c302ce58fc3c116909b89cf471bd0f01/img17.jpg)
Содержание слайда: Цілісність даних
1 public class NotSyncStack {
2 int idx = 0;
3 char[] data = new char[6];
4
5 public void push(char c) {
6 data[idx] = c;
7 idx++;
8 }
9
10 public char pop() {
11 idx--;
12 return data[idx];
13 }
14 }
Нехай потік 1 та потік 2 одночасно працюють з одним й тим самим екземпляром NotSyncStack
Уявіть, що потік 1 виконав рядок 11, а потік 2 виконав рядок 6.
В результаті цілісність даних порушено.
№19 слайд
![synchronized У Java кожний об](/documents_6/c302ce58fc3c116909b89cf471bd0f01/img18.jpg)
Содержание слайда: synchronized
У Java кожний об’єкт має флаг блокування (об’єктний монітор)
Оператор synchronized захвачує флаг блокування об’єкту, в результаті чого потік отримує ексклюзивний доступ до блоку, захищеного оператором коду
Нехай виконуються потік 1 та потік 2 та намагаються виконати один й той самий блок коду, що захищений оператором synchronized
Коли потік 1 намагається виконати synchronized, то він захоплює флаг блокування.
Після цього коли потік 2 намагається виконати synchronized на тому самому об’єкті, то флаг блокування відсутній (захоплений іншим потоком). В результаті потік 2 стає в чергу очікування, яка асоційована з вказаним об’єктом.
№20 слайд
![synchronized. Продовження](/documents_6/c302ce58fc3c116909b89cf471bd0f01/img19.jpg)
Содержание слайда: synchronized. Продовження
Оператор synchronized не блокує вказаний об’єкт, а блокує доступ до коду
Увага! Механізм synchronized коректно працює тільки якщо оператором synchronized захищати усі ділянки модифікації даних, тому
За допомогою synchronized повинні бути захищені усі методи, які модифікують дані
Усі дані, які модифікуються всередині блоку synchronized, повинні бути private
У прикладі оператором synchronized захищені усі методи, які модифікують дані - push та pop
public class SyncStack {
int idx = 0;
char[] data = new char[6];
public void push(char c) {
synchronized(this) {
data[idx] = c;
idx++;
}
}
public char pop() {
synchronized(this) {
idx--;
return data[idx];
}
}
}
№22 слайд
![synchronized для статичних](/documents_6/c302ce58fc3c116909b89cf471bd0f01/img21.jpg)
Содержание слайда: synchronized для статичних методів
Можливе застосування synchronized для статичних методів:
class MyStaticSyncClass {
static int count;
public static synchronized int getCount() {
return count;
}
}
Що є флагом блокування? - Екземпляр java.lang.Class
Еквівалентна форма запису:
class MyStaticSyncClass {
static int count;
public static int getCount() {
synchronized(MyStaticSyncClass.class) {
return count;
}
}
}
№25 слайд
![Колекц Чи колекц пох дн в д](/documents_6/c302ce58fc3c116909b89cf471bd0f01/img24.jpg)
Содержание слайда: Колекції
Чи є колекції (похідні від інтерфейсів Collection та Map) thread-safe?
Ваша відповідь?
Вірна відповідь:
«Нові» колекції – не thread-safe
ArrayList, LinkedList, Queue, Dequeue, HashMap, TreeMap, HashSet, TreeSet та інші
«Старі» колекції – thread-safe
Vector, Hashtable
№26 слайд
![Thread-safe-оболонки для](/documents_6/c302ce58fc3c116909b89cf471bd0f01/img25.jpg)
Содержание слайда: Thread-safe-оболонки для колекцій
Матеріал із лекції 6
Thread-safe оболонки для колекцій
У класі Collections містяться наступні методи:
public static <T> Collection<T> synchronizedCollection(Collection<T> c);
public static <T> Set<T> synchronizedSet(Set<T> s);
public static <T> List<T> synchronizedList(List<T> list);
public static <K,V> Map<K,V> synchronizedMap(Map<K,V> m);
public static <T> SortedSet<T> synchronizedSortedSet(SortedSet<T> s);
public static <K,V> SortedMap<K,V> synchronizedSortedMap(SortedMap<K,V> m);
Приклад:
Collection<Type> c = Collections.synchronizedCollection(myCollection);
synchronized(c) {
for (Type e : c)
foo(e);
}
Питання: Навіщо c = Collections.synchronizedCollection та відразу після ціього synchronized(c)?
Відповідь: Усі методи для модифікації синхронізованої колекції є thread-safe. Але при ітеруванні колекції колекція може бути змінені (за допомогою метода Iterator.remove). Саме тому будь-яке ітерування необхідно обрамляти synchronized
№27 слайд
![Вза мне блокування deadlock](/documents_6/c302ce58fc3c116909b89cf471bd0f01/img26.jpg)
Содержание слайда: Взаємне блокування (deadlock)
Взаємне блокування – коли два потоки виконання чекають один від одного, поки інший відпустить флаг блокування того самого об’єкту.
public class DeadlockRisk {
private MyResource resourceA = new MyResource();
private MyResource resourceB = new MyResource();
public int read() {
synchronized (resourceA) { // deadlock может быть здесь
synchronized (resourceB) {
return resourceB.value + resourceA.value;
} } }
public void write(int a, int b) {
synchronized (resourceB) { // deadlock может быть здесь
synchronized (resourceA) {
resourceA.value = a; resourceB.value = b;
} } }
}
Рекомендації для запобігання взаємного блокування:
Стежте за порядком блокування
Такі утиліти Java як jconsole, jstack дозволяють виявити блокування. Ці утиліти входять у склад JDK та можуть застосовуватись для моніторингу як локальних, так і віддалених процесів.
№28 слайд
![Паралельне виконання та](/documents_6/c302ce58fc3c116909b89cf471bd0f01/img27.jpg)
Содержание слайда: Паралельне виконання та synchronized
Увага!
Блокування за допомогою synchronized “шкодить” паралельному виконанню
Тому “синхронізувати” необхідно найменшу кількість рядків коду
Наведіть приклади, які об’єкти необхідно синхронізувати в розподілених високо навантажених системах
Connection Pool (БД, LDAP тощо) - методи отримання з’єднання (connection)
№29 слайд
![Вза мод я поток в Сюжет -](/documents_6/c302ce58fc3c116909b89cf471bd0f01/img28.jpg)
Содержание слайда: Взаємодія потоків
Сюжет - пасажир їде в таксі
Якщо перевести цю ситуацію у потоки Java, то є потік таксиста та потік пасажира
Розглянемо фрагмент 4) із схеми. Пасажир може дізнатися, що вже приїхали 2 способами:
Через кожні 2 секунди пасажир питає “Ми вже приїхали?”
Пасажир чекає, поки водій сповістить, що приїхали
Для взаємодії потоків у стилі “чекати”- “сповістити” призначені методи класу Object - wait, notify, notifyAll
№30 слайд
![Вза мод я поток в wait-notify](/documents_6/c302ce58fc3c116909b89cf471bd0f01/img29.jpg)
Содержание слайда: Взаємодія потоків wait-notify
Схема роботи wait-notify:
Якщо в потоці викликано obj.wait(), то потік призупиняє виконання та потрапляє в чергу очікування об’єкту obj
Потік видаляється із черги очікування obj коли інший потік виконує obj.notify() або obj.notifyAll() – для того самого об’єкта obj
Якщо obj.wait() на одному й тому самому об’єкті obj виконали декілька потоків, то
виклик obj.notify() відновлює роботу тільки одного потоку, що очікує obj
виклик obj.notifyAll() відновлює роботу усіх потоків, що очікують obj
wait-notify можуть бути застосовані для будь-якого об’єкту, у тому числі об’єкту типу Thread
Питання – у прикладі з минулого слайду який об’єкт слід застосувати для wait-notify
№32 слайд
![Приклад public class](/documents_6/c302ce58fc3c116909b89cf471bd0f01/img31.jpg)
Содержание слайда: Приклад
public class SyncStack {
private List<Character> buffer=new ArrayList<Character>(400);
public synchronized char pop() {
char c;
while (buffer.size() == 0) {
try {
this.wait();
} catch (InterruptedException e) {
}
}
c = buffer.remove(buffer.size()-1);
return c;
}
public synchronized void push(char c) {
this.notify();
buffer.add(c);
}
}
№34 слайд
![Л тература The Java Tutorial.](/documents_6/c302ce58fc3c116909b89cf471bd0f01/img33.jpg)
Содержание слайда: Література
The Java Tutorial. http://download.oracle.com/javase/tutorial/essential/concurrency/index.html
SL-275. Java Programming Language. – Sun Microsystems. - 2007.
Брюс Эккель. Философия Java. – Питер, 2008. – 640 с.
Майкл Морган. Java 2. Руководство разработчика. – М: Вильямс, 2000. – 720с.
Кей С. Хорстманн, Гари Корнелл. Java 2. Библиотека профессионала. Том 1. Основы. – Вильямс, 2007. – 896с.
Скачать все slide презентации Мова програмування Java. Потоки виконання. Паралельне виконання. Синхронізація потоків. Взаємодія потоків одним архивом:
Похожие презентации
-
Мова програмування Java 2 (Java SE 6, Java SE 7)
-
Складання та виконання лінійних алгоритмів опрацювання величин в навчальному середовищі програмування. Урок 31
-
Виключні ситуації. Узагальнене програмування на мові Java (Generics)
-
Методи в Java. Об'єктно-орієнтоване програмування
-
Язык программирования JAVA. Потоки ввода/вывода
-
Шифрування даних на мікропроцесорах за допомогою мови програмування Java
-
Взаимоблокировка потоков в Java. (Лекция 6)
-
Потоки, анімація, багатовіконність на Java
-
IDEF3 Діаграми потоків робіт
-
Организация потоков в Java. (Лекции 8)