Threads. O que é uma Thread? Paralelismo

Transcrição

1 Threads em Java 1

2 O que é uma Thread? Paralelismo Threads Multi- threading é o mecanismo de concorrência suportado explicitamente pela linguagem Java. Os mecanismos de gerenciamento e sincronização de threads foram incorporados diretamente à linguagem (java.lang). Uma thread em Java é representada por um objeto da classe Thread (java.lang.thread). 2

3 Threads Quando uma aplicação Java é executada: A JVM cria um objeto do tipo Thread cuja tarefa a ser executada é descrita pelo método main(). A Thread é iniciada automaticamente. Os comandos descritos pelo método main() são executados sequencialmente até que o método termine e a thread acabe. 3

4 Threads Existem duas formas de criar explicitamente uma Thread em Java: 1. Estendendo (Herança) a classe Thread e instanciando um objeto desta nova classe. 2. Implementando a interface Runnable, e passando um objeto desta nova classe como argumento do construtor da classe Thread. Nos dois casos a tarefa a ser executada pela thread deverá ser descrita pelo método run(). 4

5 Estendendo a Classe Thread public class MinhaThread extends Thread public void run() { int iterations = 100; try { for (int i = 0; i < iterations; i++) { System.out.println( Imprimindo da Thread"); sleep(2000); catch (InterruptedException e) { e.printstacktrace(); System.err.println(e); 5

6 Estendendo a Classe Thread Para iniciar a thread é necessário instanciar um objeto da nova classe e invocar o método start() public class Main { public static void main(string[] args) { int iterations = 3; MinhaThread thread = new MinhaThread(); thread.start(); //.. // 6

7 A Interface Runnable Como Java não permite herança múltipla, a necessidade de estender a classe Thread restringe a criação de subclasses a partir de outras classes genéricas. Através da utilização da interface Runnable é possível criar classes que representem uma thread sem precisar estender a classe Thread. Neste caso pode- se estender outras classes genéricas. A criação de uma nova thread é feita através da instanciação de um objeto thread usando o objeto que implementa a interface Runnable. 7

8 A Interface Runnable public class MinhaThreadRunnable implements Runnable { private int threadid; public MinhaThreadRunnable(int id) { this.threadid = public void run() { int contador = 10; for (int i = 0; i < contador; i++) { System.out.println("Minha Thread com a Interface Runnable id: " + this.threadid + " contador: " + i); 8

9 A Interface Runnable Para iniciar a thread é necessário instanciar um objeto da nova classe e criar uma Thread com este objeto. A partir disso, chamar o método start(). public class Main { public static void main(string[] args) { MinhaThreadRunnable runnable1 = new MinhaThreadRunnable(1); new Thread(runnable1).start(); //.. // 9

10 Escalonador Mecanismo que determina como as threads irão utilizar tempo de CPU. Somente as threads no estado runnable são escalonados para ser executados. O Java permite a atribuição de prioridades para as threads. Threads com menor prioridade são escalonados com menor frequência. 10

11 Estados das Threads T1 - RODANDO (running) T1 - BLOQUEADO (blocked) T1 - PRONTO (ready) 11

12 Prioridades Toda thread possui uma prioridade que: pode ser alterada com setpriority(int p) pode ser lida com getpriority() Algumas constantes incluem: Thread.MIN_PRIORITY Thread.MAX_PRIORITY Thread.NORM_PRIORITY o padrão é Thread.NORM_PRIORITY 12

13 Interrupção de Threads É possível interromper a thread através do método interrupt(). Neste caso, uma exceção é enviada à Thread que está rodando e a mesma deverá tratá- la ou simplesmente será finalizada. 13

14 Sincronização Cada thread possui uma pilha independente. Duas threads que executam o mesmo método possuem versões diferentes das variáveis locais. A memória dinâmica (heap) de um programa é compartilhada por todos as threads. Duas threads poderão portanto acessar os mesmos atributos de um objeto de forma concorrente. Devido ao mecanismo de preempção, não há como controlar o acesso a recursos compartilhados sem um mecanismo específico de sincronização. 14

15 Exemplo public class ContaCorrente { private float saldo = 0; private float temp; public float getsaldo(){ return saldo; public void depositar(float valor){ temp = getsaldo(); saldo = temp+valor; public void sacar(float valor){ temp = getsaldo(); saldo = temp-valor; 15

16 Sincronização O Java permite restringir o acesso a métodos de um objeto ou trechos de código através do modificador synchronized. Cada objeto Java possui um (e apenas um) lock. Para invocar um método synchronized é necessário adquirir (implicitamente) o lock associado ao objeto. Se dois ou mais métodos de um objeto forem declarados como synchronized, apenas um poderá ser acessado de cada vez. 16

17 Exemplo public class ContaCorrente { private float saldo = 0; private float temp; public float getsaldo(){ return saldo; public synchronized void depositar(float valor){ temp = getsaldo(); saldo = temp+valor; public synchronized void sacar(float valor){ temp = getsaldo(); saldo = temp-valor; 17

18 wait() e notifyall() O mecanismo de sincronização de Java é baseado em monitores, e utiliza uma variável condicional que é o próprio lock do objeto. As operações com monitores são representadas em Java pelos métodos wait() e notifyall(). wait() e notifyall() só podem ser usados dentro de métodos ou trechos de código synchronized, e não recebem parâmetros, já que atuam sobre o lock do objeto. 18

19 wait() e notifyall() Threads podem ser suspensas ao executarem o comando wait(). Ao ser suspensa dentro de um método synchronized, a thread libera imediatamente o lock do objeto correspondente. A thread suspensa só será reativada quando uma outra thread executar o comando notifyall(). Várias threads podem estar suspensas à espera do lock de um objeto. 19

20 Bibliografia Java Threads Introdução - PUC- Rio. Disponível em: rio.br/~inf1621/ java2.pdf Java e Orientação à Objetos. Caelum Ensino e Inovação. Disponível em: