2013 12 03_java_lecture_11_multithreading2
description
Transcript of 2013 12 03_java_lecture_11_multithreading2
![Page 1: 2013 12 03_java_lecture_11_multithreading2](https://reader033.fdocuments.us/reader033/viewer/2022051818/549bd3fab47959bd318b4588/html5/thumbnails/1.jpg)
Разработка многопоточных приложений на Java
Алексей Владыкин
2 декабря 2013
Алексей Владыкин Многопоточность в Java 2 декабря 2013 1 / 27
![Page 2: 2013 12 03_java_lecture_11_multithreading2](https://reader033.fdocuments.us/reader033/viewer/2022051818/549bd3fab47959bd318b4588/html5/thumbnails/2.jpg)
1 Атомарные типы
2 Примитивы синхронизации
3 Коллекции
4 Executors
Алексей Владыкин Многопоточность в Java 2 декабря 2013 2 / 27
![Page 3: 2013 12 03_java_lecture_11_multithreading2](https://reader033.fdocuments.us/reader033/viewer/2022051818/549bd3fab47959bd318b4588/html5/thumbnails/3.jpg)
Атомарные типы
Алексей Владыкин Многопоточность в Java 2 декабря 2013 3 / 27
![Page 4: 2013 12 03_java_lecture_11_multithreading2](https://reader033.fdocuments.us/reader033/viewer/2022051818/549bd3fab47959bd318b4588/html5/thumbnails/4.jpg)
Атомарные типы
Пакет java.util.concurrent.atomic
AtomicBooleanAtomicIntegerAtomicLongAtomicReference<V>
Операции:V get()void set(V newValue)boolean compareAndSet(V expect, V update)
Алексей Владыкин Многопоточность в Java 2 декабря 2013 4 / 27
![Page 5: 2013 12 03_java_lecture_11_multithreading2](https://reader033.fdocuments.us/reader033/viewer/2022051818/549bd3fab47959bd318b4588/html5/thumbnails/5.jpg)
Атомарные типы
Примитив compareAndSet позволяет реализовывать другиеоперации
Пример из AtomicInteger:
public final int incrementAndGet () {for (;;) {
int current = get();int next = current + 1;if (compareAndSet(current , next))
return next;}
}
Алексей Владыкин Многопоточность в Java 2 декабря 2013 5 / 27
![Page 6: 2013 12 03_java_lecture_11_multithreading2](https://reader033.fdocuments.us/reader033/viewer/2022051818/549bd3fab47959bd318b4588/html5/thumbnails/6.jpg)
Примитивы синхронизации
Алексей Владыкин Многопоточность в Java 2 декабря 2013 6 / 27
![Page 7: 2013 12 03_java_lecture_11_multithreading2](https://reader033.fdocuments.us/reader033/viewer/2022051818/549bd3fab47959bd318b4588/html5/thumbnails/7.jpg)
Примитивы синхронизации
Semaphore
Класс java.util.concurrent.Semaphore
Ограничивает одновременный доступ к ресурсу
В отличие от synchronized-блока, одновременно могут работатьнесколько потоков (но не более заданного N)
Операции:void acquire()void release()
Алексей Владыкин Многопоточность в Java 2 декабря 2013 7 / 27
![Page 8: 2013 12 03_java_lecture_11_multithreading2](https://reader033.fdocuments.us/reader033/viewer/2022051818/549bd3fab47959bd318b4588/html5/thumbnails/8.jpg)
Примитивы синхронизации
Semaphore semaphore = new Semaphore (10);
semaphore.acquire ();try {
// up to 10 threads may// execute this code concurrently
} finally {semaphore.release ();
}
Алексей Владыкин Многопоточность в Java 2 декабря 2013 8 / 27
![Page 9: 2013 12 03_java_lecture_11_multithreading2](https://reader033.fdocuments.us/reader033/viewer/2022051818/549bd3fab47959bd318b4588/html5/thumbnails/9.jpg)
Примитивы синхронизации
CountDownLatch
Класс java.util.concurrent.CountDownLatch
Обеспечивает точку синхронизации между N потоками(несколько потоков могут дожидаться друг друга и потомстартовать одновременно)
Операции:void await()void countDown()
Алексей Владыкин Многопоточность в Java 2 декабря 2013 9 / 27
![Page 10: 2013 12 03_java_lecture_11_multithreading2](https://reader033.fdocuments.us/reader033/viewer/2022051818/549bd3fab47959bd318b4588/html5/thumbnails/10.jpg)
Примитивы синхронизации
CountDownLatch latch = new CountDownLatch (10);
// this call blocks until latch.countDown ()// is called at least 10 timeslatch.await ();
Алексей Владыкин Многопоточность в Java 2 декабря 2013 10 / 27
![Page 11: 2013 12 03_java_lecture_11_multithreading2](https://reader033.fdocuments.us/reader033/viewer/2022051818/549bd3fab47959bd318b4588/html5/thumbnails/11.jpg)
Примитивы синхронизации
CyclicBarrier
Класс java.util.concurrent.CyclicBarrier
Вариант CountDownLatch, допускающий повторное ожидание
Алексей Владыкин Многопоточность в Java 2 декабря 2013 11 / 27
![Page 12: 2013 12 03_java_lecture_11_multithreading2](https://reader033.fdocuments.us/reader033/viewer/2022051818/549bd3fab47959bd318b4588/html5/thumbnails/12.jpg)
Примитивы синхронизации
ReentrantLock
Класс java.util.concurrent.locks.ReentrantLock
Обеспечивает взаимное исключение потоков, аналогичноеsynchronized-блокам
Операции:lock()unlock()
Алексей Владыкин Многопоточность в Java 2 декабря 2013 12 / 27
![Page 13: 2013 12 03_java_lecture_11_multithreading2](https://reader033.fdocuments.us/reader033/viewer/2022051818/549bd3fab47959bd318b4588/html5/thumbnails/13.jpg)
Примитивы синхронизации
Lock lock = new ReentrantLock ();
lock.lock ();try {
doSomething ();} finally {
lock.unlock ();}
Алексей Владыкин Многопоточность в Java 2 декабря 2013 13 / 27
![Page 14: 2013 12 03_java_lecture_11_multithreading2](https://reader033.fdocuments.us/reader033/viewer/2022051818/549bd3fab47959bd318b4588/html5/thumbnails/14.jpg)
Примитивы синхронизации
Condition
Класс java.util.concurrent.locks.Condition
Аналог wait/notify
Привязан к Lock’у
У одного Lock’а может быть много Condition’ов
Алексей Владыкин Многопоточность в Java 2 декабря 2013 14 / 27
![Page 15: 2013 12 03_java_lecture_11_multithreading2](https://reader033.fdocuments.us/reader033/viewer/2022051818/549bd3fab47959bd318b4588/html5/thumbnails/15.jpg)
Примитивы синхронизации
Lock lock = new ReentrantLock ();Condition condition = lock.newCondition ();
lock.lock ();try {
while (! conditionSatisfied ()) {condition.await ();
}} finally { lock.unlock (); }
// somewhere else in our programlock.lock ();try {
condition.signal ();} finally { lock.unlock (); }
Алексей Владыкин Многопоточность в Java 2 декабря 2013 15 / 27
![Page 16: 2013 12 03_java_lecture_11_multithreading2](https://reader033.fdocuments.us/reader033/viewer/2022051818/549bd3fab47959bd318b4588/html5/thumbnails/16.jpg)
Примитивы синхронизации
ReentrantReadWriteLock
Класс java.util.concurrent.locks.ReentrantReadWriteLock
Поддерживает разделение доступа на чтение и на запись
Алексей Владыкин Многопоточность в Java 2 декабря 2013 16 / 27
![Page 17: 2013 12 03_java_lecture_11_multithreading2](https://reader033.fdocuments.us/reader033/viewer/2022051818/549bd3fab47959bd318b4588/html5/thumbnails/17.jpg)
Примитивы синхронизации
ReadWriteLock lock = new ReentrantReadWriteLock ();
// somewhere in our programlock.readLock (). lock ();try {
readOnlyOperation ();} finally {
lock.readLock (). unlock ();}
// somewhere else in our programlock.writeLock (). lock ();try {
modifyingOperation ();} finally {
lock.writeLock (). unlock ();}
Алексей Владыкин Многопоточность в Java 2 декабря 2013 17 / 27
![Page 18: 2013 12 03_java_lecture_11_multithreading2](https://reader033.fdocuments.us/reader033/viewer/2022051818/549bd3fab47959bd318b4588/html5/thumbnails/18.jpg)
Коллекции
Алексей Владыкин Многопоточность в Java 2 декабря 2013 18 / 27
![Page 19: 2013 12 03_java_lecture_11_multithreading2](https://reader033.fdocuments.us/reader033/viewer/2022051818/549bd3fab47959bd318b4588/html5/thumbnails/19.jpg)
Коллекции
Пакет java.util.concurrent
Многопоточные варианты стандартных коллекций:ConcurrentHashMapConcurrentSkipListMapConcurrentSkipListSetCopyOnWriteArrayListCopyOnWriteArraySet
Более эффективны, чем полностью синхронизованные коллекцииjava.util.Collections.synchronizedCollection()
Алексей Владыкин Многопоточность в Java 2 декабря 2013 19 / 27
![Page 20: 2013 12 03_java_lecture_11_multithreading2](https://reader033.fdocuments.us/reader033/viewer/2022051818/549bd3fab47959bd318b4588/html5/thumbnails/20.jpg)
Коллекции
ConcurrentLinkedQueue
Класс java.util.concurrent.ConcurrentLinkedQueue<E>
Реализация очереди, поддерживающая одновременный доступ измногих потоков, при этом не использующая блокировки
Операции:boolean offer(E e)E poll()E peek()
Алексей Владыкин Многопоточность в Java 2 декабря 2013 20 / 27
![Page 21: 2013 12 03_java_lecture_11_multithreading2](https://reader033.fdocuments.us/reader033/viewer/2022051818/549bd3fab47959bd318b4588/html5/thumbnails/21.jpg)
Коллекции
BlockingQueue
Интерфейс java.util.concurrent.BlockingQueue<E>
Очередь, поддерживающая ограничение по размеру и операцииожидания
Операции:void put(E e)E take()
Реализации:LinkedBlockingQueue, ArrayBlockingQueue, . . .
Алексей Владыкин Многопоточность в Java 2 декабря 2013 21 / 27
![Page 22: 2013 12 03_java_lecture_11_multithreading2](https://reader033.fdocuments.us/reader033/viewer/2022051818/549bd3fab47959bd318b4588/html5/thumbnails/22.jpg)
Executors
Алексей Владыкин Многопоточность в Java 2 декабря 2013 22 / 27
![Page 23: 2013 12 03_java_lecture_11_multithreading2](https://reader033.fdocuments.us/reader033/viewer/2022051818/549bd3fab47959bd318b4588/html5/thumbnails/23.jpg)
Executors
Класс java.util.concurrent.ExecutorService и его соседи
Инфраструктура для выполнения задач в несколько потоков
Инкапсулирует создание потоков, организацию очереди задач,распределение задач по потокам
Алексей Владыкин Многопоточность в Java 2 декабря 2013 23 / 27
![Page 24: 2013 12 03_java_lecture_11_multithreading2](https://reader033.fdocuments.us/reader033/viewer/2022051818/549bd3fab47959bd318b4588/html5/thumbnails/24.jpg)
Executors
ExecutorService
Future<?> submit(Runnable task)
<T> Future<T> submit(Callable<T> task)
void shutdown()
List<Runnable> shutdownNow()
Алексей Владыкин Многопоточность в Java 2 декабря 2013 24 / 27
![Page 25: 2013 12 03_java_lecture_11_multithreading2](https://reader033.fdocuments.us/reader033/viewer/2022051818/549bd3fab47959bd318b4588/html5/thumbnails/25.jpg)
Executors
Executors
Класс java.util.concurrent.Executors
ExecutorService newSingleThreadExecutor()
ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads)
ExecutorService newCachedThreadPool()
Алексей Владыкин Многопоточность в Java 2 декабря 2013 25 / 27
![Page 26: 2013 12 03_java_lecture_11_multithreading2](https://reader033.fdocuments.us/reader033/viewer/2022051818/549bd3fab47959bd318b4588/html5/thumbnails/26.jpg)
Executors
ForkJoinPool
Класс java.util.concurrent.ForkJoinPool
Вариант ExecutorService, в котором выполняющиеся задачимогут динамически порождать подзадачи
Принимает на исполнение ForkJoinTask
Алексей Владыкин Многопоточность в Java 2 декабря 2013 26 / 27
![Page 27: 2013 12 03_java_lecture_11_multithreading2](https://reader033.fdocuments.us/reader033/viewer/2022051818/549bd3fab47959bd318b4588/html5/thumbnails/27.jpg)
Что сегодня узнали
Какие есть примитивы синхронизации, помимо встроенныхмониторов
Какие коллекции использовать в многопоточных программах
Как организовать параллельное выполнение множества задач, незанимаясь низкоуровневым программированием потоков
Алексей Владыкин Многопоточность в Java 2 декабря 2013 27 / 27