Многопоточное программирование

использование ресурсов и блокировки

Взаимодействие между потоками

кода

Попытка их разделения приводит к возникновению в программе новых систем

и усложнению кода

с другом
В многоядерной системе поток монопольно занимает одно ядро
Это не

так

условно

задачу
Что же делать, если используется вычислительная система с одним процессором?

обрабатывается один поток команд
Решение о выборе потока принимается до начала

интервала
Переключения между потоками с высокой частотой




Иллюзия одновременности!

T1

T2

T3

T4

T3

T4

входящих данных от нескольких устройств
Более гибкое управление выполнением задач, возможность

корректировки задачи

задач по используемым ресурсам
Выигрыш в скорости выполнения на многоядерных системах
Недетерминизм

при выполнении

?

можно
создать класс, наследующий Thread
переопределить метод run()
Для запуска потока используется метод

start() у объекта класса-наследника

{
public void run() {
// Действия, выполняемые потоком

}
}

<Имя класса> t = new <Имя класса>();
t.start(); //именно start(), а не run() !!!

public void run() {
long sum = 0;

for (int i = 0; i < 1000000; i++) {
sum += i;
}
System.out.println(sum);
}
}

MyThread t = new MyThread();
t.start(); // 499999500000

Запуск потока

является потоком
Невозможно использовать напрямую методы класса Thread
Возможность создать класс, описывающий

тело потока и наследующий от класса, отличного от Thread
Можно получить ссылку на объект текущего потока с помощью статического метода currentThread() класса Thread

public void run() {
// Действия, выполняемые потоком
}
}
Runnable

r = new <Имя класса>();
Thread t = new Thread(r);
t.start();

Запуск потока

public void run() {
long sum = 0;

for (int i = 0; i < 1000000; i++) {
sum += i;
}
System.out.println(sum);
}
}

Thread t = new Thread(new MyRunnable());
t.start(); // 499999500000

Описание класса

Запуск потока

потока
void resume() Возобновляет выполнение потока
void join() Останавливает выполнение текущего потока до завершения

потока, у объекта которого был вызван метод
static void sleep(long millis) Останавливает выполнение текущего потока как минимум на millis миллисекунд
static void yield() Приостанавливает выполнение текущего потока, предоставляет возможность выполнять другие потоки

служит начальная группа
Поток не имеет доступа к информации о родительской

группе
Изменение параметров и состояния группы влияет на все входящие в нее потоки

T1

T2

T3

T4

T6

T5

TG1

TG2

TG3

TG4

= new ThreadGroup("Group1");
//С явным указанием родительской группы
ThreadGroup group2 = new

ThreadGroup(group1, "Group2");

//Без явного указания группы
MyThread t = new MyThread("Thread1");
//С явным указанием группы
MyThread t = new MyThread(group2, "Thread2");

массив активные потоки
int activeGroupCount() Возвращает оценку количества подгрупп
int enumerate(ThreadGroup[] list) Копирует в массив

активные подгруппы
void interrupt() Прерывает выполнение всех потоков в группе

политику упорядочивания потоков
Базовый алгоритм программы не должен зависеть от схемы

расстановки приоритетов потоков
При задании значений приоритетов рекомендуется использовать константы

Методы группы потоков int getMaxPriority() void setMaxPriority(int priority)

{
long sum = 0;
for (int i = 0;

i < 1000000; i++) {
if (i % 1000 == 0) {System.out.println(getName() + ": " + i/1000);}
}
}
}

Thread t1 = new MyThread();
t1.setPriority(Thread.MIN_PRIORITY);
t1.start();

Thread t2 = new MyThread();
t2.setPriority(Thread.MAX_PRIORITY);
t2.start();

4
Thread-0: 4
Thread-1: 5
Thread-0: 5
Thread-1: 6
Thread-0: 6
Thread-1: 7
Thread-0: 0
Thread-0: 1
Thread-1: 0
Thread-0:

2
Thread-1: 1
Thread-0: 3
Thread-1: 2
Thread-0: 4
Thread-1: 3
Thread-0: 5
Thread-1: 4
Thread-1: 5
Thread-1: 6
Thread-1: 7
Thread-1: 8

основных потоков выполнения и не могут существовать без них
Уничтожаются виртуальной

машиной, если в группе не осталось не-демон потоков
void setDaemon(boolean on) Устанавливает вид потока. Вызывается до запуска потока
boolean isDaemon() Возвращает вид потока: true – демон, false – обычный

уничтожении последней подгруппы потоков

void setDaemon(boolean on) Устанавливает вид группы

boolean isDaemon() Возвращает вид

группы: true – демон, false – обычная

программы Возможность некорректной работы алгоритма, возникновения исключительных ситуаций

= 0, b = 1;
public void one() { a

= b; }
public void two() { b = a; }
...
}

public static void main(String[] args) {
final Shared object = new Shared();
for (int i = 0; i < 1000; i++) {
new Thread() { public void run() { object.one(); } }.start();
new Thread() { public void run() { object.two(); } }.start();
}
...
}

на некоторый объект

Попытка блокировки уже заблокированного объекта приводит к приостановке

потока до момента разблокирования этого объекта

Наличие блокировки не запрещает всех остальных действий с объектом

Ждет
5) Снимает блок
6) Накладывает блок
7) Работает
Объедк

синхронизации>
}
//Блокируется объект-владелец метода
public synchronized void () {

}

назначение приоритетов

поток может вызвать метод wait() любого объекта и попасть в

его wait-set, остановившись до пробуждения
Метод объекта notify() пробуждает один, случайно выбранный поток из wait-set объекта
Метод объекта notifyAll() пробуждает все потоки из wait-set объекта

объекта только после установления блокировки на этот объект
Потоки, прежде чем

приостановить выполнение после вызова метода wait(), снимают все свои блокировки
После вызова освобождающего метода потоки пытаются восстановить ранее снятые блокировки

возникновению поврежденных объектов

interrupted() Возвращает и очищает статус потока (прерван или нет)

public boolean isInterrupted() Возвращает

статус потока (прерван или нет)
Поток должен в ходе своей работы проверять свой статус и корректно завершать работу, если его прервали

поток выполняет методы wait(), sleep(), join(), а его прерывают вызовом

метода interrupt()…
метод прерывает свое выполнение с выбросом исключения InterruptedException !
Потоку не сообщается, что его прервали!

private boolean gettingData = false;

synchronized public void

putData(Object obj) try {
while(gettingData)
wait();
data = obj;
gettingData = true;
notifyAll();
} catch(InterruptedException e) {
Thread.currentThread().interrupt();
}
}
...

throws InterruptedException {
while(!gettingData)

wait();
gettingData = false;
notifyAll();
return data;
}
}

вызывается для потока
ожидающий поток можно запустить методами notifyAll() или notify(),

а «спящий» поток «разбудить» нельзя
wait() вызывается из синхронизированного контекста, а для sleep() это не обязательно
wait() обычно вызывается при условии, причем поток освобождает блокировку на объект

Джеймс Гослинг, Дэвид Холмс. – М. : Издательский дом «Вильямс»,

2001. – 624 с.
Вязовик, Н.А. Программирование на Java. Курс лекций [Текст] / Н.А. Вязовик. – М. : Интернет-университет информационных технологий, 2003. – 592 с.
Хорстманн, К. Java 2. Библиотека профессионала. Том 2. Тонкости программирования [Текст] / Кей Хорстманн, Гари Корнелл. – М. : Издательский дом «Вильямс», 2010 г. – 992 с.
Эккель, Б. Философия Java [Текст] / Брюс Эккель. – СПб. : Питер, 2011. – 640 с.
JavaSE at a Glance [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.oracle.com/technetwork/java/javase/overview/index.html, дата доступа: 21.10.2011.
JavaSE APIs & Documentation [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.oracle.com/technetwork/java/javase/documentation/api-jsp-136079.html, дата доступа: 21.10.2011.