Навигация

Лекция 1. Что такое Java? История создания

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32

Лекция 2. Основы объектно-ориентированного программирования

33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50

Лекция 3. Лексика языка

51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68

Лекция 4. Типы данных

69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89

Лекция 5. Имена. Пакеты

90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108

Лекция 6. Объявление классов

109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128

Лекция 7. Преобразование типов

129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144

Лекция 8. Объектная модель в Java

145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160

Лекция 9. Массивы

161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174

Лекция 10. Операторы и структура кода. Исключения

175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195

Лекция 11. Пакет java.awt

196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224

Лекция 12. Потоки выполнения. Синхронизация

225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241

Лекция 13. Пакет java.lang

242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 255 256 257 258 259 260

Лекция 14. Пакет java.util

261 262 263 264 265 266 267 268 269 270 271 272 273 274 275 276 277 278 279 280 281 282 283 284 285 286

Лекция 15. Пакет java.io

287 288 289 290 291 292 293 294 295 296 297 298 299 300 301 302 303 304 305 306 307 308 309 310 311 312 313 314

Лекция 16. Введение в сетевые протоколы

315 316 317 318 319 320 321 322 323 324 325 326 327 328 329 330 331 332 333 334 335 336 337 338 339 340 341 342 343 344




}

public void run() {

if (type—1 || type==2){ synchronized (shared) {

try{

shared.wait(); } catch (InterruptedException e) {} System. out. pri ntln ("Thread "+type+

" after wait()");

}

) else {

synchronized (shared) {

shared.notifyAII();

System.out.println("Thread "+type+ " after notifyAII()");

}

}

}

public static void main(String s[]) { Threadiest w1 = new ThreadTest( 1); new Thread(w1 ).start(); try {

Thread.sleep(100); } catch (InterruptedException e) {} Threadiest w2 = new ThreadTest(2); new Thread(w2).start(); try {

Thread.sleep(tOO); } catch (InterruptedException e) {} Threadiest w3 = new ThreadTest(3); new Thread(w3).start(); }

}

Результатом работы программы будет:

Thread 3 after notifyAII() Thread 1 after wait() Thread 2 after wait()

Рассмотрим, что произошло. Во-первых, был запущен поток 1, кото­рый тут же вызвал метод wait() и приостановил свое выполнение. Затем то же самое произошло с потоком 2. Далее начинает выполняться поток 3-

Сразу обращает на себя внимание следующий факт. Еще поток 1 во-шел в synchronized-блок, а стало быть, установил блокировку на объект shared. Но, судя по результатам, это не помешало и потоку 2 зайти в syn-chronized-блок, а затем и потоку 3. Причем, для последнего это просто необходимо, иначе как можно "разбудить" потоки 1 и 2?

Можно сделать вывод, что потоки, прежде чем приостановить вы­полнение после вызова метода wait(), отпускают все занятые блокировки-Итак, вызывается метод notifyAII(). Как уже было сказано, все потоки и3 wait-set возобновляют свою работу. Однако чтобы корректно продолжить

Яр*»--

волнение, необходимо вернуть блокировку на объект, ведь следующая й       і также находится внутри synchronized-блока!

Получается, что даже после вызова notifyAII() все потоки не могут сра-возобновить работу. Лишь один из них сможет вернуть себе блокировку Продолжить работу. Когда он покинет свой synchronized-блок и отпустит объект, второй поток возобновит свою работу, и так далее. Если по какой-фПричине объект так и не будет освобожден, поток так никогда и не вый­дет из метода wait(), даже если будет вызван метод notifyАІІ(). В рассмотрен­ном примере потоки один за другим смогли возобновить свою работу.

Кроме того, определен метод wait() с параметром, который задает пе­риод тайм-аута, по истечении которого поток сам попытается возобновить СПОЮ работу. Но начать ему придется все равно с повторного получения блокировки.

Заключение

В этой лекции были рассмотрены принципы построения многопо-гочного приложения. В начале разбирались достоинства и недостатки та­кой архитектуры — как правило ОС не выделяет отдельный процессор под каждый процесс, а значит применяется процедура time slicing. Было выде­лено три признака, указывающие на целесообразность запуска нескольких потоков в рамках программы.

Основу работы с потоками в Java состовляют интерфейс Runnable и класс Thread. С их помощью можно запускать и останавливать потоки, менять их свойства, среди которых основные: приоритет и свойство dae­mon. Главная проблема, возникающая в таких программах - одновремен­ный доступ нескольких потоков к одним и тем же данным, в первую оче­редь — к полям объектов. Для понимания, как в Java решается эта задача, был сделан краткий обзор по организации памяти в JVM, работы с пере­менными и блокировками. Блокировки, несмотря на название, сами по <*бе не ограничивают доступ к переменной. Программист использует их через ключевое слово synchronized, которое может быть указано в сигна-тУРе метода или в начале блока. В результате выполнение не будет продол­ьно, пока блокировка не освободится.

Новый механизм порождает новую проблему - взаимные блокировки Weadмock), к которой программист всегда должен быть готов, тем более, 410 Java не имеет встроенных средств для опеределения такой ситуации. В ^КЦИи разбирался пример, как организовать работу программы без "зави-^Ния" ожидающих потоков.

^   В завершение рассматривались специализированные методы базово-класса Object, которые также позволяют управлять последовательное-Работы потоков.

——J[3

Вариант 1

j    Каким образом на однопроцессорной машине исполняются многопоточные приложения?

_]   на однопроцессорном компьютере многопоточные приложения не исполняются

(~1   количество процессоров для многопоточной архитектуры не имеет значения

("1   рабочее время процессора разбивается на небольшие интервалы, в течение которых выполняется одна задача, после чего происходит переключение на следующую задачу

2.     Для чего служит в Java класс Thread?

П   для запуска потоков

П   для остановки потоков

П   для синхронизации потоков

П   для изменения свойств (например, приоритета) потоков

3.     Какие из методов выбрасывают InterruptedException?

□       sleep

—       wait

—       notify

□       yield

Вариант 2

1.   Какие преимущества дает многопоточная архитектура?

П упрощается программа, если ее алгоритм требует выполнения нескольких действий одновременно (например, обслуживание запросов)

П   программа выполняется быстрее

Г~|   можно более полно использовать аппаратные ресурсы для каждой задачи

П если различные задачи требуют разных аппаратных ресурсов, причем, все они могут управляться центральным процессором без перегрузки, то за счет распределенной работы суммарное время выполнения уменьшится

П   за счет управления приоритетами потоков можно настроить систему так, что, выполняя меньшее количество действий, она будет совершать больше полезной работы для пользователя

П   за счет управления приоритетами потоков можно добиться ускорения работы программы

Рели один поток начал исполнение synchronized-блoкa, «казав ссылку на некий объект, может ли другой поток обратиться к полю этого объекта? К методу?

Р      да, да

Р      да, да (если это не syпchroпized-мeтoд)

Р      да, нет

Р      нет, да

Р     нет, да (если это не syпchroпized-мeтoд)

Р     нет, нет

2. Поскольку интерфейс Runnable представляет собой альтернативный способ программирования потоков исполнения, можно ли в такой программе обойтись без класса Thread?

□       да

П   да, если не модифицировать свойства потока (приоритет и т.п.)

□       нет

Вариант З

1.   Что такое приоритет потока?

□   число

—       количество интервалов времени, в течение которого процессор будет обслуживать поток

Г~і   процессор сначала выполняет все задачи с более высоким приоритетом, затем - с менее высоким

—       качественная характеристика, обеспечивающая распределение процессорного времени между потоками: чем выше приоритет тем в среднем чаще будет выделяться процессорное время для такого потока

Каким будет результат работы следующего кода? public abstract class Test implements Runnable { private Object lock = new Object();

public void lock() { synchronized (lock) { try { lock.wait();

System, out. println("1"); } catch (InterruptedException e) {

}

}

}

2.   Что такое демон-поток?

□   поток, который постоянно работает и выполняет некие периодические действия

—   поток, который не может существовать без обычных потоков, так как без них виртуальная машина прекращает свою работу

П   поток, который автоматически останавливается виртуальной машиной, когда программа больше не нуждается в нем

public void unlock() { synchronized (lock) { lock.notify(); System.out.println("2");

}

}

public static void main(String s[]) { newThread(newTest() { public void run() { lock();

}

}.start();

new Thread(new Test() { public void run() { unlock();

}

}.start();

}

Курс                                                                                             Программирование^^;

П      программа не завершит работу, на консоли ничего не появится

□ 1,2

□ 2,1

□ программа не завершит работу, на консоли появится 1

□ программа не завершит работу, на консоли появится 2

□ результат трудно предугадать

«ция 13

Пакет java.lang