Višedretvenost u Javi

Nataša CvrljeVoditelj: mr.sc. Marko Čupić

Programski jezik Java

1990. James Gosling dizajnirao programski jezik Oak

Razni projekti dali mogućnost Oak-u da se razvija i sazrijeva

Sun Microsystems otkrio da je ime Oak već upotrijebljeno, te je promijenjeno u Java.

Programski jezik Java

Java je:

jednostavniobjektno-orijentirani višedretveni siguran programski jezik neovisan o platformi na kojoj se pokreće zbog

posebnog međukoda (eng. byte-code)

Dretve

Računalo izvodi programe pripremljene u višem programskom jeziku.

Program se prevodi u strojni oblik proces.

Procesi u raznim fazama svojeg odvijanja raznoliko troše računalna sredstva

Omogućavamo da se više procesa odvija paralelno koristeći različita računalna sredstva.

Dretve

Dretva niz instrukcija programa Suvremeni OS podržavaju izvođenje

procesa s više dretvi (višedretvenost) Oblik paralelizacije na razini procesa Izvedbena okolina Java programa

dopušta višedretveni način rada

Kreiranje dretvi Aplikacija koja stvara primjerak razreda Thread : mora zadati kod koji će ta

dretva izvršavati nakon što ju se pokrene

Prvi način : stvorimo primjerak razreda Runnable

public class HelloRunnable implements Runnable { public void run() {

System.out.println(“U ovoj metodi se obavlja posao dretve.");

} public static void main(String args[]) {

(new Thread(new

HelloRunnable())).start(); }

}

Kreiranje dretvi

Drugi način : stvorimo razred koji proširuje razred Thread

public class HelloThread extends Thread { public void run() {

System.out.println(“Pozdrav iz dretve!");

} public static void main(String args[]) {

(new HelloThread()).start();

}}

Drugi način je jednostavniji za uporabu i bolji kad je u pitanju neka jednostavnija aplikacija

Životni ciklus dretve

Osnovne operacije s dretvama

Pozivanje statičke metode Thread.sleep blokira izvršavanja dretve na određeni period vremena

Prekid (eng. Interrupt) je indikacija dretvi da prekine s obavljanjem trenutnog posla i da obavi neku drugu radnju

Dretva se smatra živom od trenutka neposredno prije početka izvođenja metode run() pa sve do trenutka povratka iz te iste metode.

Višedretvenost

Komunikacija dretvi se primarno sastoji od dijeljenja pristupa istim poljima i varijablama.

Moguće su dvije vrste pogreški.

-interferencija dretvi

-pogreške dosljednosti memorije

Višedretvenost

Interferencija se dogodi kada dvije operacije, koje se pokreću u različitim dretvama, pristupaju istim varijablama i memorijskim lokacijama u isto vrijeme.

Posljedica : različite dretve dobivaju različite informacije o istom podatku

Višedretvenost

class Brojac { private int c = 0; public void increment() { c++;

} public void decrement() { c--; }

public int value() { return c;

}}

Sinkronizirane metode Dva osnovna načina sinkronizacije dretvi:

sinkronizirane metode sinkronizirani blokovi naredbi

U deklaraciji metode dodajemo ključnu riječ synchronized

Što će se dogoditi ako više dretvi istovremeno pozove sinkronizirane metode nad istim objektom?

Samo jedna dretva će dobiti pristup metodi, ostale su blokirane

Atomarni pristup

Atomarna naredba : izvodi se u jednom koraku Čak ni uvećavanje varijable za jedan nije

atomarna naredba Dodavanjem ključne riječi volatile u deklaraciju

varijable činimo njeno pisanje i čitanje atomarnom naredbom

Mutexi

Kritični odsječci : djelovi koda koji koriste memorijske resurse nekog objekta što omogućuje pojavu pogreški ako to napravi više dretvi istovremeno

Za sinkronizaciju dretvi dovoljno zaštititi samo kritične odsječke

Osnovna ideja bi bila izgraditi mehanizam koji bi oponašao dvije metode:

UđiUKritičniOdsječak();

IzađiIzKritičnogOdsječka();

Mutexi

Uloga mutexa jest da glumi objekt kontroler, a ostvaruje ju tako što ga koristimo u naredbi:

synchronized(mutex){...//kriticni odsjecak

}

Mutex učinkovito zamjenjuje naredbe :

UđiUKritičniOdsječak() : ulaskom u spomenuti blok IzađiIzKritičnogOdsječka() : izlaskom iz bloka

Monitori

Sinkronizacija je izgrađena oko pojma složenih mutexa (eng. Intrinsic locks) koji se često nazivaju monitori

Dok god neka dretva posjeduje monitor , nijedna druga dretva ne može pristupiti resursima objekta.

Sve dretve koje za to vrijeme zatraže monitor, prelaze u blokirano stanje sve dok se monitor ne oslobodi.

Pri sinkronizaciji dretvi često se koriste metode wait(), notify(), te notifyAll() koje Java nudi kroz razred java.lang.Object.

Potpuni zastoj i izgladnjivanje

Potpuni zastoj (eng. deadlock) predstavlja mogućnost lošeg ostvarenja sinkronizacije dretvi gdje postoji mogućnost da dvije dretve ostanu zauvijek blokirane, svaka od njih čekajući da ova druga obavi neku radnju.

Izgladnjivanje nastaje kada dretva nije u mogućnosti dobivanja pristupa varijabli koju dijeli s drugim dretvama te zbog toga ne može napredovati. Ova situacija nastaje ako je tu varijablu zauzela neka druga dretva na duži period vremena.

Problem filozofa

Problem filozofa

Problem filozofa

KRAJ

Hvala na pažnji!