INFORMATICA III

INFORMATICA III

ESCUELA DE INGENIERIA ELECTRONICA

DEPARTAMENTO DE SISTEMAS E INFORMATICA

• CONCURRENCIA

• THREADS– CONCEPTOS BÁSICOS– SINCRONIZACIÓN – PRIORIZACIÓN– GRUPOS DE THREADS

Ing. E. D'Agostino INFORMATICA III - 2003 3

Concurrencia

En el mundo real pasan muchas cosas a la vezEn la modelizacion de software también pueden

ocurrir muchas cosas concurrentemente:Con varias computadoras se pueden ejecutar múltiples

programasCon una sola computadora se pueden simular la

ejecución paralela de varias actividadesmúltiples hilos de ejecución comparten el uso de un procesador


THREAD / HILO

Un programa

Un thread

Un thread es un flujo de control secuencialen un programa.


MULTIPLES THREADS

Un programa

dos threads


Java soporta la ejecución paralela de varios threads (hilos)múltiples threads ejecutándose en una máquina

pueden compartir recursos (memoria)múltiples threads ejecutándose en varias

máquinas necesitan capacidades de comunicación

Concurrencia


Manejo de la Concurrencia

• Dos formas de implementación:

• Ejecución de un hilo hasta que termine o se autobloquee (actividades de E/S) (deja el control)

• Ejecución de un hilo hasta que termine, se autobloquee o le saquen el control (cantidad de tiempo)(es desalojado)


Sirven para aislar tareas

Java.lang.Thread

THREAD


La concurrencia es natural en OOAda y Simula 67 ya soportaban concurrenciaJava es único entre los lenguajes de propósitos

generales que pone primitivas de concurrencia a disposición del programador

Programación concurrente OO


Aplicaciones concurrentes

Descargas de grandes archivos de la WWW

Construcción de interfases gráficas

Recolección de basura de Java (garbage colector)


Inicio de la ejecución de un hilo

Se invoca al método start. Este crea los recursos necesarios del sistema para ejecutar el thread, y llama al método run del thread.

El invocador se ejecuta en paralelo con el thread


Estados de hilos: ciclo de vidanacido

listo

ejecución

muerto

dormido suspendidoen espera bloqueado

Solicitud E/S

Completar E/S

Expìra el tiempo

Termina quantum

Asignar procesador

Invocación de métodos

Invocación de un método

Invocación de un método

Cumplio condición

ejecutable

parado


Sincronización

•Pueden operar en forma independiente. Cada uno tiene todos los datos y métodos que necesita.

•Comparten datos y deben considerar el estado y las actividades de otros threads.


PRODUCTOR - CONSUMIDOR

• Problema tipo que ejemplifica la necesidad de sincronización


Escenarios productor /consumidorUn thread escribe datos en un archivoOtro thread lee datos del archivo

Comparten recursos debo sincronizarlos

Sincronización


Sincronización

Thread

bloquea

Thread

•Solo un thread por vez puede acceder a un objeto


Sincronización de hilos

• Java usa monitores para la sincronización de hilos.

• Todo objeto con métodos “synchronized” es un monitor.

• El monitor sólo permite a un hilo por vez ejecutar un método “synchronized” sobre el objeto.


Métodos sincronizados

• Los métodos que tengan que acceder al mismo objeto, se deben declarar “synchronized” para lograr el bloqueo.

• La ejecución de dos métodos sincronizados es mutuamente excluyente.


class Account {

private double balance

public Account ( double inicial) {

balance=inicial; }

public synchronized double getBalance{

return balance; }

public synchronized void deposito (double amount) { balance += amount; }}





Instancia(bloquean objetos)

Clase(bloquean clases)


Creacion de threads

Crear un thread Configurarlo : nombre, prioridad,etc.Ejecutarlo :

invocar el método start, éste invoca al método runcuando run devuelve el control el thread ha

terminado.


Un thread se puede crear:extendiendo una clase de Threadimplementando la interface Runnable

Creacion de threads


Prioridades De Los threads

• La prioridad de un thread lo afecta cuando se está ejecutando en relación a otros threads.

• Ejecución de múltiples threads

• scheduling

• algoritmo de scheduling de prioridad fija


Prioridades de los Threads

• Todo thread en Java tiene una prioridad en el intervalo :• Thread.MIN_PRIORITY (constante que vale 1)• Thread.MAX_PRIORITY (constante que vale 10)

• Thread.NORM_PRIORITY (constante que vale 5)


Planificación de threads

• Mantener un hilo de máxima prioridad ejecutándose en todo momento, de acuerdo a la forma en que maneje la concurrencia.

• La aparición de hilos de alta prioridad puede posponer indefinidamente la ejecución de hilos de prioridades bajas


• Un hilo puede llamar al método yield para dar oportunidad a otros hilos de su misma prioridad a ejecutarse, esto se usa siempre que el manejo de la concurrencia no este basada en quantum.



• Un hilo se ejecuta hasta que ocurre alguna de las situaciones siguientes:• muere.• se bloquea para entrada/salida.• invoca a sleep.• invoca a yield.• es desalojado por un hilo de mayor prioridad.• hasta que expira su quantum.



• Un hilo con prioridad más alta que el que se está ejecutando, puede desalojar a éste si:• si invoca a resume.• si se acaba el período de sleep.• si se completa la E/S por la cual se bloqueo.• si se invoca notify o notifyAll para un hilo que

había invocado wait.



Ejemplo:

Sincronización de hilos


Interface Runnable

• Otra forma de crear un thread es implementando la interface runnable, que nos provee el metodo run, para implementarlo en el thread.


Ejemplo:

Interface Runnable


Grupos de hilos

Permite identificar varios hilos como pertenecientes a un grupo de hilos.

La clase ThreadGroup contiene los métodos necesarios para crear y manipular grupos de hilos.

El grupo tiene un nombre único.Los grupos se pueden tratar colectivamente.

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