Utilização de threads em Java

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Universidade Federal do Rio de
Janeiro – IM/DCC
Utilização de threads em Java
Prof. Austeclynio Pereira
e-mail: [email protected]
Ciclo de vida de uma thread
nascimento
start
pronta
notify
notifyAll
wait
esperando
tempo
expira
sleep
em
execução
dormindo
yield
termina E/S
inicia E/S
end
morta
bloqueada
1
Criando threads em Java
Š Existem duas maneiras possíveis para
criarmos threads em Java:
„
„
Estendendo a class Thread.
Implementando a interface Runnable.
Criando threads em Java
estendendo a class Thread
O start() faz com que a Java Virtual Machine invoque o método run da Thread .
2
Criando threads em Java
implementando a interface Runnable
Utilizando threads em Java
Š Alguns métodos da classe Thread:
„
run()
„
start()
z
z
„
Registra a thread no thread scheduler.
getName()/setName()
z
„
deve estar presente em todas as threads.
Atribui ou retorna o nome de uma thread. Por default as threads
são nomeadas numericamente.
yield()
z
Faz com que a thread corrente pause, possibilitando que outra
thread seja despachada.
3
Utilizando threads em Java
Š Alguns métodos da classe Thread:
„
sleep()
z
„
interrupt()
z
„
Faz com que a thread fique em estado de espera uma quantidade
mínima de tempo, em ms, possibilitando a CPU executar outras
threads.
Atribui à thread o estado de interrompível.
isInterrupted()
z
Verifica se foi atribuído à thread o estado de interrompível.
Utilizando threads em Java
Š Alguns métodos da classe Thread:
„
getPriority()/setPriority()
z
„
Atribui ou retorna a prioridade de despacho de uma thread.
join()
z
Condiciona a continuação da execução de uma thread ao término
de uma outra.
4
Utilizando threads em Java
Š Alguns métodos da classe Object:
„
wait()
z
„
notify()
z
„
Utilizado para sincronizar acesso a um objeto. Coloca a thread
corrente em estado de espera até que outra thread chame os
métodos notify ou notifyAll liberando o objeto.
Acorda a thread que, voluntariamente, estava esperando a
liberação de um objeto.
notifyAll()
z
Acorda todas as threads que estavam esperando a liberação de
um objeto.
Sincronizando threads em Java
Š Quando duas threads precisam utilizar ao mesmo tempo um
objeto existe a possibilidade de haver corrupção de dados.
Š As seções de um programa que têm o potencial de provocar
este dano são chamadas de “regiões críticas”.
Š Para evitar esta situação, o acesso por estas “regiões
críticas” deve ser sincronizado.
Š As threads devem estabelecer um acordo de forma que antes
que qualquer instrução de uma região crítica seja executada
um lock do objeto deve ser adquirido.
5
Sincronizando threads em Java
Š Estando o objeto locked qualquer outra thread fica
impossibilitada de acessá-lo até que o objeto fique
liberado(unlocked).
Š Cada objeto tem seu próprio lock.
Š O lock pode ser adquirido ou liberado através do uso de
métodos ou instruções synchonized.
Š O objeto fica atomicamente bloqueado quando o seu método
synchronized é invocado.
Sincronizando threads em Java
Š A sincronização força com que as execuções de duas ou
mais threads sejam mútuamente exclusivas no mesmo
espaço de tempo.
Š O lock é automaticamente liberado assim que o método
synchronized termina.
6
Sincronizando threads em Java
Adquire lock
Método synchronized
Espera para adquirir o lock
Adquire lock
Libera o lock
Método synchronized
Libera o lock
Sincronizando threads em Java
7
Sincronizando threads em Java
Š synchonized Statements
„
„
„
„
Permite que a sincronização seja feita apenas em uma
porção do código.
Como a sincronização afeta a performance, este
processo é mais eficaz.
Com synchronized statements somente fica locked o
absolutamente necessário.
Sintaxe:
synchonized (objeto que será locked) {
statements
}
Sincronizando threads em Java
8
Sincronizando threads em Java
Š O mecanismo de sincronização é suficiente para evitar que
as threads interfiram umas com as outras, mas pode ocorrer
a necessidade de as threads se comunicarem.
Š Os métodos wait(), notify() e notifyAll() têm o propósito de
permitir a comunicação entre as threads.
Š O método wait() faz com que a thread fique em estado de
espera até que determinada condição aconteça.
Š Os métodos notify() e notifyAll() informam às threads, em
estado de espera, que alguma coisa ocorreu e que pode
satisfazer àquela condição.
Sincronizando threads em Java
Š Formas de uso:
„
wait()
synchronized void facaQuandoCondicao() {
while (!condicao) {
try{
wait();
}
catch(InterruptedException e) {}
}
instruções quando a condição for verdadeira
}
9
Sincronizando threads em Java
Š Formas de uso:
„
notify(); notifyAll:
synchronized void trocaCondicao() {
troca os valores usados para o teste da condição
notifyAll(); // ou notify()
}
Sincronizando threads em Java
Š O método que testa a condição precisa ser
synchronized pois ninguém pode garantir que após
o while a condição já foi alterada por outra thread.
Š O wait() suspende a execução da thread e libera o
lock do objeto. Quando a thread é reiniciada o lock
é readquirido.
Š O teste da condição deve estar sempre em loop.
Nunca podemos assumir que se fomos notificados
implica em condição satisfeita. Não podemos trocar
o while por um if.
10
Bibliografia
Š The Java Programming Language – 3rd Edition –
Ken Arnold, James Gosling, David Holmes
Š Murach’s Beginning Java 2 – Andrea Steelman
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