Programação Concorrente com Thread Java Luiz Affonso Guedes Sistemas Distribuidos.
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Programação Concorrente com Thread Java
Luiz Affonso Guedes
Sistemas Distribuidos
Definições Básicas
• Threads são sub-procesos no sistema operacional.
• É menos custoso gerenciar threads do que processos.
• As linguagens Java e Ada possuem funcionalidades MULTITHREADING na própria estrutura da linguagem.
• C e C++ necessitam de biblioteca especifica para processamento MULTITHREADING – Posix p_thread
Thread em Java
• Em Java, threads são implementadas como uma CLASSE– Pacote java.lang.Thread– É uma extensão da classe Thread– Contrutores:
• public Thread (String nome_da_thread);• public Thread ( ); // o nome sera Thread-#
» Thread-1, Thread-2,…
Principais Métodos– run(): é o método que executa as
atividades de uma THREAD. Quando este método finaliza, a THREAD também termina.
– start(): método que dispara a execução de uma THREAD. Este método chama o método run( ) antes de terminar.
– sleep(int x): método que coloca a THREAD para dormir por x milisegundos.
Principais Métodos
– join( ): método que espera o término da THREAD para qual foi enviada a mensagem para ser liberada.
– interrupt( ): método que interrompe a execução de uma THREAD.
– interrupted( ): método que testa se uma THREAD está ou não interrompida.
Estados de uma Thread em Java
nascimento
pronta
executando
esperando dormindo morta bloqueada
start( )
Alocar um processador
wait( )sleep( ) Fim do
Método run( )
E/S
Fim da E/Snotify( )
notifyAll( )
Término do tempo de dormida
run( )
Prioridade de Thread
• Em Java, a prioridade é determinada com um inteiro entre 1 e 10.
• A prioridade padrão é o valor 5.
• 10 é a maior prioridade e 1 é a menor.
• A THREAD herda a prioridade da THREAD que acriou.
• void setPriority(int prioridade);
• int getPriority( );
Algoritmo de EscalonamentoPrioridade 10
Prioridade 1
Prioridade 9
Prioridade 8
Prioridade 2
Prioridade 3
.
.
.
A B
C
D E F
G
Exemplo 01
• O programa cria 04 threads e as coloca para dormir.
• ThreadBasica é uma extensão da classe Thread.
Exercício 01
– Analise como se chama o método sleep().– Crie n THREADs, onde n é definido pelo
usuário.– Utilize o método join no main para esperar as
THREADs terminarem.• try {
uma_thread.join( ); // uma_thread.join(tempo)
. . . }
catch (InterruptedException e) { … }
Escalonamento de ThreadsPrioridade 10
Prioridade 1
Prioridade 9
Prioridade 8
Prioridade 2
Prioridade 3
.
.
.
A B
C
D E F
G
Exemplo 02
• Prioridades de Threads• Utilize o método setPriority(int) para
mudar a prioridade de threads– Utilize 01 thread com prioridade 1, 01 com
prioridade 09 e as outras com prioridade 5.– Faça com que uma das threads de alta
prioridade durma por 10 ms antes de terminar.
– Faça com que outra thread de alta prioridade faça uma entrada de dado.
Exemplo 03
• Problema Produtor X Consumidor- Com buffer de tamanho 1.- Variáveis compartilhadas.- A solução do problema seria utilizar-se duas
THREADS: 01 consumidor e 01 produtor.- O que ocorre se não houver sincronização
entre a leitura e escrita?
Exemplo 04
• Problema do Produtor X Consumidor com sincronizacao do Buffer.
• Em Java, a sincronização entre threads é feita através do conceito de monitores.
• Monitor é um agrupamento de funções, cujas execuções não podem se dar de forma concorrente.
Exemplo 04
• Utilizar os métodos multuamente excludentes de um objeto como do tipo synchronized em Java.
• Utilizar os métodos wait( ) e notify( ) para bloquear e liberar, respectivamente, as threads.
• Escreva uma classe em Java chamada Semaforo que implente as primitiva P(s) e V(s).
Exemplo 5
• Utilização da Classe Semarofo para resolver o problema de Produtor-Consumidor:– Utilizar dois objetos (instâncias) da classe
Semaforo.• s1 e s2• Valores iniciais: s1 = 1; s2 = 0;
A interface Runnable
• Para utilizar multithreads em Java é necessário instanciar um objeto de uma classe que estende a classe básicaThread, certo?
• Uma vez que Java não possui herança múltipla, como eu posso utilizar um objeto, cuja classe já é derivada, como no caso da ClasseThread? – public class Filho extends Pai extends Thread {
……………….
} // isto nao eh possivel em Java
A interface Runnable
• A solução encontrada em Java foi a utilização de uma interface: Runnable– No caso, tem-se de implementar esta
interface, que possui o método run( ).– public class Filho extends Pai implements Runnable– Ao implementar uma interface, a classe se capacita a
ser tratada como se fosse um objeto do tipo da inteface implementada.
• Se a classe Filho implementar a interface Runnable, ela pode ser tratada como tal.
A interface Runnable
• Cria-se uma thread (Classe Thread), passando para o seu construtor uma referência do objeto que implementa a interface Runnable.– Thread uma_Thread = new Thread(Runnable obj_thread)
– Thread uma_Thread = new Thread(Runnable obj_thread,
String nome_da_thread)
Solução Baseada na Interface Runnable
Thread
Classe BRunnable
referência
Classe A
Solução Baseada em Herança da Classe Thread
Thread
Classe B instanciação