Chapter 6. java threads

Chapter 6Threads in Java

1

Java Simplified / Session 22 / 2 of 45

Multitasking vs MultiThreading Define a thread Define multithreading List benefits of multithreading Create threads Discuss thread states Manage threads Explain how to set thread priorities Describe a daemon thread

Objectives

2


Multitasking: là khả năng của một OS cho phép chạy nhiều chương trình đồng thời

trên một CPU (đơn nhân) Thực hiện bằng cách phân bổ thời gian chuyển hoạt động từ một

chương này sang chương trình khác (ms). Process

Khi chạy 1 ứng dụng (program) OS sẽ cấp phát riêng cho nó bộ nhớ và các tài nguyên khác -> 1 process.

Các bộ nhớ và các tài nguyên của 1 process chỉ nó mới được phép truy nhập

Thread: Một process có thể có một hoặc nhiều tác vụ khác nhau và có thể chạy

đồng thời. 1 tác vụ là 1 Thread: 1 dòng điều khiển trong phạm vi một tiến trình

Một số khái niệm

3


Thread là đơn vị nhỏ nhất trong mã chương trình có thể thực thi một công việc riêng biệt.

Thread hình thành gồm: một định danh luồng (thread ID), một bộ đếm chương trình, tập thanh ghi và ngăn xếp.

Nó chia sẻ với các Thread khác thuộc cùng một tiến trình: phần mã, phần dữ liệu, và tài nguyên hệ điều hành như các tập tin đang mở và các

tín hiệu.

Khái niệm Thread

4


Truyền thống: Một tiến trình có một thread điều khiển đơn. Hoạt động của Single Thread:

Chỉ có một tuyến đoạn đang chạy tại một thời điểm cho trước. Các tuyến đoạn khác phải chờ:

Hệ điều hành duy trì một hàng đợi các tuyến đoạn và phân bổ thời gian CPU cho chúng

Gây lãng phí CPU và bộ nhớ Hiện đại: Một tiến trình có nhiều luồng điều khiển,

nó có thể thực hiện nhiều hơn một tác vụ tại một thời điểm. (//)

Khi đó, các tuyến đoạn có thể truy xuất tới tài nguyên dùng chung để cùng làm việc hợp tác với nhau => MultiThreads

Thread & MultiThread

5


Single vs. Multi-Threaded


Applications of threads

Web Browser: Thread hiện thị hình ảnh, Thread hiện thị văn bản; Thread lấy dữ liệu từ mạng…

MS Word: Thread hiện thị đồ họa; Thread đọc sự nhấn phím của NSD; Thread kiểm tra chính tả…

7


Luồng cũng đóng một vai trò quan trọng trong hệ thống lời gọi thủ tục xa (RPC).

Khi một trình phục vụ nhận một thông điệp, nó phục vụ thông điệp dùng một luồng riêng. Điều này cho phép phục vụ nhiều yêu cầu đồng hành.

Ứng dụng mạng trong lập trình mạng


9


Sự đáp ứng: MultiThread một ứng dụng giao tiếp cho phép một

chương trình tiếp tục chạy thậm chí nếu một phần của nó bị khóa (wait) hay đang thực hiện một thao tác dài,

do đó gia tăng sự đáp ứng đối với người dùng.. Chia sẻ tài nguyên:

Thuận lợi của việc chia sẻ là nó cho phép một ứng dụng có nhiều hoạt động của các Thread khác nhau nằm trong cùng không gian địa chỉ. => nhanh

Benefits of Multithreading

10


Kinh tế: cấp phát bộ nhớ và các tài nguyên cho việc tạo các quá

trình là rất đắt (chậm). Vì các Thread chia sẻ tài nguyên của quá trình mà chúng

thuộc về nên nó kinh tế hơn việc tạo quá trình và chuyển ngữ cảnh giữa các Thread .

Sử dụng kiến trúc đa xử lý: các lợi điểm của MultiThread có thể phát huy trong kiến

trúc đa xử lý, ở đó mỗi Thread thực thi song song trên một bộ xử lý khác nhau.

Một quá trình đơn Thread chỉ có thể chạy trên một CPU. MultiThread trên một máy nhiều CPU gia tăng tính đồng hành. (GPU)

Benefits of Multithreading

11


Multithreading đòi hỏi ít tài nguyên hơn multitasking.

In multitasking, các chương trình chạy trên các không gian địa chỉ của chúng và khác nhau giữa các chương trìnhđòi hỏi nhiều tài nguyên của hệ thống (cả ram và CPU)

In multithreading các tác vụ có thể chia sẻ cùng không gian địa chỉ

Multithreading cho phép viết các chương trình có hiệu quả cao với sự tận dụng CPU là tối đa bằng cách duy trì thời gian trễ là tối thiểu.

Multithreading vs. multitasking

12


Luồng nhân: Được hỗ trợ trực tiếp bởi hệ điều hành. Nhân thực hiện việc tạo luồng, lập thời biểu, và

quản lý không gian nhân. Luồng người dùng:

Được hỗ trợ dưới nhân và được cài đặt bởi thư viện luồng tại cấp người dùng.

Việc tạo luồng và lập thời biểu được thực hiện trong không gian người dùng mà không cần sự can thiệp của nhân.

Hai loại luồng (thread)

13


Multithread Kernel

14


Java là một trong số nhỏ ngôn ngữ cung cấp sự hỗ trợ tại cấp ngôn ngữ cho việc tạo và quản lý luồng.

Tuy nhiên, vì các luồng được quản lý bởi máy ảo Java (JVM), không bởi một thư viện cấp người dùng hay nhân.

Một chương trình Java có ít nhất 1 Thread, nó được gọi thực hiện khi phương thức main chạy (như một luồng đơn trong máy ảo Java)

-> Main Thread. Ngoài ra, Java cung cấp các lệnh cho phép người phát triển

tạo và thao tác các luồng điều khiển bổ sung trong chương trình

Thread in Java

15


Every Thread has a state and a Thread can be in one of these six states. new. A state in which a thread has not been started. runnable. A state in which a thread is executing. blocked. A state in which a thread is waiting for a lock to

access an object. waiting. A state in which a thread is waiting indefinitely for

another thread to perform an action. timed_waiting. A state in which a thread is waiting for up

to a specified period of time for another thread to perform an action.

terminated. A state in which a thread has exited.

Six states of Thread


Tạo tuyến đoạn mới:Thread newThr= new Thread(“threadName“);

Kích hoạt tuyến đoạn khởi độngnewThread.start();

Khi tuyến đoạn ở trạng thái New thì chỉ có phương thức start() được gọi, nếu không sẽ có ngoại lệ IllegalThreadStateException được đưa ra

The New Thread State

17


Một tuyến đoạn ở trạng thái runnable mỗi khi phương thức start() của nó được kích hoạt.

Khi đó: mã lệnh trong phương thức run() (not start()) có thể được xử lý bất kỳ khi nào giành được quyền xử lý từ hệ điều hành.

The Runnable thread state

18


Một tuyến đoạn ở not runnable state (blocked) khi: Phương thức sleep() của tuyến đoạn được gọi:

Tuyến đoạn sẽ tạm dừng sau một số ms xác định. Tuyến đoạn gọi phương thức wait() của một đối

tượng: Tuyến đoạn sẽ not runnable cho tới khi phương thức notify() hoặc notifyAll() được gọi từ một tuyến đoạn khác.

Tuyến đoạn bị blocked() bởi một thao tác vào/ra. Tuyến đoạn sẽ not runnable cho tới khi hoạt động vào ra hoàn thành.

The not Runnable Thread State

19


A thread có thể dead or alive. Dead khi phương thức run() hoàn thành việc xử lý. Dead khi gán giá trị null cho đối tượng

Phương thức isAlive(): xác định một thread còn sống hay ko

Một thread ở trạng thái dead không thể được khởi động lại.

The Dead Thread State


Different thread states

New Thread(BORN)

READY

RUNNING

DEAD

SLEEPING

WAITING BLOCKED

21

aptech

The figure needs to be modified if the figure in the SG is modified.


Main Thread

• Mỗi khi chạy một ứng dụng trong java thì đã có một thread.

• Đây là thread chính, nó thực thi các dòng lệnh trong method : public static void main . Đây là một điểm nhập bắt buộc cho mọi ứng dụng độc lập.

main thread : Tuyến đoạn đầu tiên thực hiện trong ứng dụng đa tuyến đoạn, được tạo ra tự động

• User thread: Người dùng tạo threads


Main Thread• currentThread(): phương thức được dùng để truy

nhập vào main thread.public class mainThread {public static void main(String args[]) { Thread t= Thread.currentThread(); System.out.println("The current thread: " + t.getName()); t.setName("MainThread"); System.out.println("The current thread after name

change:"+ t.getName());

}}


final boolean isAlive(): kiểm tra thread còn chạy không.

final String getName(): trả về tên của thread.

final void setName(String name): thiết đặt tên cho thread

Some methods of thread class

24


Có thể 2 cách: Extend the java.lang.Thread classoverride the run() method of the Thread class. Implement the java.lang.Runnable interfacedefine the run() method.

Create Thread


Lớp java.lang.Thread cung cấp các phương thức quản lý, kiểm soát độ ưu tiên của tuyến đoạn : khởi động (start()), tạm dừng (suspend()), phục hồi (resume()) và dừng hẳn (stop()).

Để sử dụng lớp Thread là thừa kế lớp này và nạp chồng phương thức run(): Nó được gọi khi khởi động tuyến đoạn lần đầu. Một tuyến đoạn có thể thực hiện một số tác vụ hữu ích

ở hậu trường

Cách 1: Dùng Thread class

26


class C1 extends Thread { public C1(){this.start();} public void run(){...} } void start(): Gọi một thread khởi độngThe start() method returns immediately after starting the new thread of control, without waiting for the thread to terminate

Dùng Thread class -

27


Thread class, ex

28

How many executed threads?Different?: (new HelloThread()).run();

public class HelloThread extends Thread {

public void run() {System.out.println("Hello from ABC

thread"); } public static void main(String args[]) { (new HelloThread()).start();System.out.println("Thread has been

started");}

}


Note that calling HelloThread.start() is very di erent from calling ff HelloThread.run(): Calling HelloThread.run() would execute the

run() method in the same thread, rather thancreating a new thread.

This means that all the work of the run() will be done before the computer moves on to the statements that follow the call to HelloThread.run().

=>There is no parallelism and no indeterminacy.

Start() vs. run()

29


Creating and Running Threads

30


Ex MultiThread (same task)

31

class Thread_ex1 extends Thread {public static void main(String args[]) {Thread_ex1 Objex = new Thread_ex1();Objex.create();System.out.println("This is the main thread"); }public void create() { Thread Objth1 = new Thread(this); Thread Objth2 = new Thread(this);

Thread Objth3 = new Thread(this); Objth1.start();

Objth2.start(); Objth3.start();

}

public void run() { while (true) { try { System.out.println("This is the child thread"); Thread.sleep(1000); } catch(InterruptedException e)

{ }}

}}


Mỗi Thread tạo ra đều thực thi các tác vụ giống nhau (theo run())

Muốn mỗi Thread thực hiện một tác vụ khác nhau? Tạo các method riêng cho các thread Tạo constructor, giá trị truyền vào khác nhau Tạo các thread ở các class khác nhau, viết run()

riêng cho mỗi thread.

Ex MultiThread

32


Ex, Multithreads.

33

public class Thread_ex extends Thread {String name;Thread_ex (String name){this.name = name;}public static void main(String args[]) {Thread_ex Objex1 = new Thread_ex("Thr1");Thread_ex Objex2 = new Thread_ex("Thr2");Thread_ex Objex3 = new Thread_ex("Thr3");Objex1.start(); Objex2.start(); Objex3.start();System.out.println("This is the main thread"); }public void run() { if (name=="Thr1")

t1(); else if (name=="Thr2")

t2(); else

t3();}

public void t1() { int i=0;while(i<=5) { try { System.out.println("Thread_1 "+ i); i++; Thread.sleep(500); } catch(InterruptedException e)

{ }}

}public void t2() {//code tuong tu t1 }

public void t3() {//code tuong tu t1 }}


It is important to note that these messages can be printed in either order.

The two threads run simultaneously and will compete for access to standard output, so that they can print their Messages

In single-threaded program, things happen in a definite, predictable order from beginning to end.

In a multi-threaded program, there is a fundamental indeterminacy. You can’t be sure what order things will happen in

Ex, MyThread_parent, MyThread_child

34


private static class Tinh extends Thread {public void run() {…}}…Tinh[] worker = new Tinh[numberOfThreads]; for (int i = 0; i < numberOfThreads; i++)

{ worker[i] = new Tinh( i ); worker[i].start();

}

MultiThread using Array

35


Ex, MultiThread Array (same task)

36

public class arrThread_ex1 {private static class Tinh extends Thread { int id; public Tinh(int id) { this.id = id; } public void run() { int count = countEven(1,1000); System.out.println("Thread " + id + " counted " + count); } } public static void main(String[] args) throws InterruptedException { Scanner TextIO = new Scanner (System.in); int numThr = 0; System.out.print("How many threads: (from 1 to 20)?"); numThr = TextIO.nextInt(); System.out.println("\nCreating " + numThr + " Even-counting thr"); Tinh[] worker = new Tinh[numThr]; for (int i = 0; i < numThr; i++) { worker[i] = new Tinh( i ); worker[i].start(); } System.out.println("Threads have been created and started."); }

private static int countEven(int min, int max) { int count = 0; for (int i = min; i <= max; i++) if (i % 2 ==0) count++; return count; }


MultiThread in multitask, ex: CountUC_Thread int processors = Runtime.getRuntime().availableProcessors();

long start = System.currentTimeMillis(); long elapsedTime = System.currentTimeMillis() - start;

ex

37


final void join() throws InterruptedException:

làm cho thread gọi join() (thread khác) phải ngưng hoạt động và chờ trong một khoảng thời gian, hoặc đến khi thread này kết thúc thì mới tiếp tục hoạt độngMean: another thread calls thrd.join(), that other thread will go to sleep until thrd terminates. If thrd is already dead when thrd.join() is called, then it simply has no e ect ff


38


final void join(m) throws InterruptedException

A call to thrd.join(m) will wait until either thrd hasterminated or until m milliseconds have elapsed.Ex: System.out.print("Running the thread ");thrd.start();while (thrd.isAlive()) {try { thrd.join(2000); System.out.print(".");

} catch (InterruptedException e) { } }System.out.println(" Done!");


39


static void yield(): giành lấy quyền thực thi của tuyến đoạn hiện hành cho một trong các tuyến đoạn khác (sleep).

final boolean isDaemon(): kiểm tra Daemon thread.

static int activeCount(): trả về số thread đang active.

static void sleep(): đưa tiến đoạn hiện hành vào trạng thái nghỉ tối thiểu là ms


40


không thể được nếu tạo ứng dụng đa tuyến đoạn bằng cách thừa kế từ lớp Thread.

Một giải pháp: thực thi giao tiếp java.lang.Runnable

Đa kế thừa trong Thread

41


Interface Runnable định nghĩa duy nhất một phương thức run(). Các lớp thực thi giao tiếp này chỉ ra rằng chúng

có thể chạy độc lập như một tuyến đoạn riêng. Báo hiệu các lớp thực thi giao tiếp này có thể

chạy như các tuyến đoạn. Có thể thừa kế từ một lớp khác - đa kế thừa Cùng một đối tượng Runnable có thể được truyền

cho nhiều tuyến đoạn, vì vậy một số tuyến đoạn tương tranh có thể sử dụng chung mã và thao tác trên cùng dữ liệu.

Cách 2: Dùng Interface Runnable

42


class C2 implements Runnable { public C2()

{Thread t = new Thread(this);} public void run(){...} }

Cách định nghĩa

43


Runnable, ex

44

public class HelloRunnable implements Runnable { public void run()

{ System.out.println("Hello from a thread!"); } public static void main(String args[])

{ (new Thread(new HelloRunnable())).start(); }}


Ex: Interface Runnable

45

class Run_ex1 implements Runnable {public static void main(String args[]) {Run_ex1 Obj1 = new Run_ex1();Obj1.create();System.out.println("This is the main thread");}public void create() {Thread Obj2 = new Thread(this); Obj2.start(); }public void run() {while(true) {try { System.out.println("This is the child thread"); Thread.sleep(500); } catch(InterruptedException e) { } } }}


public class ex {public static void main(String[] args) throws InterruptedException {Runnable a = new Runnable (){@Override

public void run() {System.out.println("AAAAA");

}};

Runnable b = new Runnable (){@Override

public void run() {System.out.println("BBBBB" );

}};

Runnable c = new Runnable (){@Override

public void run() {System.out.println("CCCCCC");

}};

//Tao 3 Threads ta, tb,tcThread ta = new Thread(a, "threadA"); ta.start(); Thread.sleep(1000); Thread tb = new Thread(b, "threadB"); tb.start(); Thread.sleep(1000); Thread tc = new Thread(c, "threadC"); tc.start(); Thread.sleep(1000); }}

Ex: not implement Runnable Interface

46


Hiện thị giá trị number giảm dần: 100->1(extend: Hình ảnh đồng hồ đếm ngược)

File Thread_App_ex.java

MultiThread trong Applet - ex

47


MultiThreads:Các tuyến đoạn có thể truy xuất tới tài nguyên dùng chung để cùng làm việc hợp tác với nhau.Nảy sinh vấn đề gì?

Synchronization - Introduction

48


Example:

49

Consider a simple class called Counterclass Counter { private int c = 0; public void increment() { c++; } public void decrement() { c--; } public int value() { return c; }}


The single expression c++ can be Retrieve the current value of c. Increment the retrieved value by 1. Store the incremented value back in c.

Ex, Thread A invokes increment at about the same time Thread B invokes decrement. If the initial value of c is 0, Thread A: Retrieve c. Thread B: Retrieve c. Thread A: Increment retrieved value; result is 1. Thread B: Decrement retrieved value; result is -1. Thread A: Store result in c; c is now 1. Thread B: Store result in c; c is now -1.

Example, expl:

50


Khi làm việc với nhiều Thread, có thể có một số Thread muốn sử dụng cùng tài nguyên tại cùng 1 time. Khi hai tuyến đoạn cần sử dụng cùng một đối tượng, có

một khả năng có các thao tác đan xen nhau làm phá hỏng dữ liệu => Race condition. ex,

Cần phải có sự đồng bộ - Synchronization.exp, Tại một time t chỉ có 1 thread sử dụng tài nguyên. Monitor: Chỉ có 1 Thread có được monitor tại 1 time. Các

Thread khác muốn có được monitor phải chờ đợi.

Synchronization

51


Sử dụng phương thức chiếm dụng đối tượng: Nếu một đối tượng bị phong tỏa (used) bởi một tuyến

đoạn nào đó thì chỉ có tuyến đoạn đó mới được truy cập tới đối tượng.

Nếu một tuyến đoạn kích hoạt một phương thức synchronized trên một đối tượng, đối tượng đó sẽ bị chiếm dụng bởi tuyến đoạn kích hoạt.

Khi đối tượng được giải phóng, một tuyến đoạn khác mới được kích hoạt synchronized trên cùng đối tượng

synchronized(Obj);Note that constructors cannot be synchronized

Method synchronized()

52


TestUnsyn.java

Ex: test with syn and unsyn

53

public static void main(String[] args) throws Exception { final TestUnsyn tus = new TestUnsyn(); Runnable runA = new Runnable() { public void run() { tus.doAction(3); } }; Thread ta = new Thread(runA, "threadA"); ta.start(); Thread.sleep(2000); Runnable runB = new Runnable() { public void run() { tus.doAction(7); } }; Thread tb = new Thread(runB, "threadB"); tb.start(); }

public synchronized void doAction(int val) {int taskID;String thrName = Thread.currentThread().getName();System.out.println(thrName + ":entering doAction()");taskID = val; System.out.println(thrName + ":doAction() " + taskID); try { Thread.sleep(1000); } catch (InterruptedException x) { } System.out.println(thrName + ": doAction() sleep after taskID " + taskID); System.out.println(thrName + ": leaving performATask() " + taskID); }


Lệnh synchronized cho phép đồng bộ hóa một đối tượng thay cho phương thức synchronized

Cú pháp synchronized (expr) {//code will execute in one thread at//a time and someObject will be locked.

}

Lệnh synchronized

54


Ex1:synchronized (color) { int myColorInt = color.getRGB(); //may be another thread invoke color.set() String myColorName = color.getName();}

Lệnh synchronized, ex

55

Ex2: synchronized(tsc) {if ( tsc.getValue() == 0 )doSomething();

}


Cơ chế chiếm dụng đồng bộ hóa ngăn cho các tuyến đoạn chồng chéo nhau.

Các tuyến đoạn vẫn có thể trao đổi thông tin với nhau, sử dụng các phương thức: wait() notify() notifyAll()

Các phương thức này được định nghĩa trong lớp Object và được thừa kế từ các lớp Object.

Methods: wait , notify

56


public final void wait(long timeout) throws InterruptedException: Tuyến đoạn hiện thời chờ cho tới khi được cảnh báo hoặc một

khoảng thời gian timeout nhất định. Nếu timeout bằng 0 thì phương thức sẽ chỉ chờ cho tới khi có

cảnh báo về sự kiện. public final void notify()

Cảnh báo ít nhất một tuyến đoạn đang chờ một điều kiện nào đó thay đổi trước khi có thể gọi phương thức wait nào đó.

public final void notifyAll() Cảnh báo tất cả các tuyến đoạn đang chờ một điều kiện thay đổi Trong số các tuyến đoạn đã được cảnh báo, tuyến đoạn nào có

độ ưu tiên cao nhất thì sẽ chạy trước tiên.

Methods: wait , notify

57


Synchronization with wait & notify

58


public class Wait_Noti extends Thread { public static void main(String args[]) throws Exception { Thread notiThread = new Wait_Noti(); notiThread.start(); // cont to run()// wait thread an event execute synchronized (notiThread) { notiThread.wait(7000); } // wait() is done System.out.println ("The wait is over"); }

Ex: wait , notify

59


public void run() { System.out.println (" Click enter to stop waiting thread"); try { System.in.read(); System.out.println ("Stop");

} catch (java.io.IOException ioe) { System.out.println (" Over"); } // Notify any threads waiting on this thread synchronized (this) { this.notifyAll(); }

} }

Ex: wait , notify

60


Bài toán Producer – Consumer. Product: get set(i)

Producer: set Product Consumer: get Product

Ex: Synchonized with wait, notify

61


public class Syn_ex {public class Product {private int view = 0;public boolean isRemainingview;public int get() {//print onto screenSystem.out.println("\tConsumer get " + this.view);return view; }public void set(int piview) {this.view = piview;System.out.println(“Producer set" + this.view);

}} //end class Product

public class Producer extends Thread {private Product sp;Producer(Product pProduct) {sp = pProduct; }public void run() {for(int i = 0; i < 10; i++) {sp.set(i);

try {Thread.sleep(500);

} catch (InterruptedException e) { }

}}

}//end class Producer

Ex, Non Synchnozied (Syn_ex.java)

62


public class Consumer extends Thread {private Product sp;Consumer(Product pProduct) {sp = pProduct; }public void run() {for(int i = 0; i < 10; i++) {

sp.get();try {Thread.sleep(500);

} catch (InterruptedException e) {

}}

}

}//end class Consumer

public static void main(String[] args) {Synch_ex t = new Synch_ex ();Product s = t.new Product();//2 thread cung dung chung doi tuong s thuoc class ProductProducer p = t.new Producer(s);Cosumer c = t.new Consumer(s);p.start();c.start();

}}//end class Synch_ex

Ex, (cont). Result ?

63


public synchronized int get() {while(isRemainingContents == false) {try {wait();} catch (InterruptedException e) {}

}

isRemainingContents = false;//print onto screenSystem.out.println("\tConsumer get " + this.view);//Notify Producer to produce new viewnotifyAll();return view;}

Ex, Synchonoized (syncho_full.java) public synchronized void set(int piview ) {while(isRemainingContents == true) {try {wait();} catch (InterruptedException e) {}

}this.view = piview;isRemainingContents = true;//print onto screenSystem.out.println(“Producer set " + this.view);//Notify Consumer get this viewnotifyAll();}}

64


Java gán cho mỗi tuyến đoạn một độ ưu tiên để xác định cách tuyến đoạn đó được xử lý như thế nào so với các tuyến đoạn khác.

Mỗi thread mới thừa kế quyền ưu tiên mà thread đã tạo ra nó.

A thread with a greater priority value will be run in preference to a thread with a smaller priority

Hằng số: public static final int MIN_PRIORITY = 1; public static final int NORM_PRIORITY = 5; public static final int MAX_PRIORITY = 10;

Thread PRIORITY

65


Phương thức: setPriority(): thiết lập độ ưu tiên của tuyến đoạn hiện thời getPriority(). nhận về độ ưu tiên của một tuyến đoạn public static void sleep(long ms) throws InterruptedException

đưa tiến đoạn hiện hành vào trạng thái nghỉ tối thiểu là ms (mili giây).

Ex , Piority_Demo.java

Thread PRIORITY

66


Deadlock: Một kiểu lỗi đặc biệt cần phải tránh có liên quan đến đa

nhiệm, Xảy ra khi hai tuyến đoạn có một sự phụ thuộc xoay vòng

trên một cặp đối tượng đồng bộ. Ví dụ, một tuyến đoạn chiếm dụng đối tượng X và một tuyến

đoạn chiếm dụng đối tượng Y. Nếu tuyến đoạn chiếm dụng X cố gắng gọi bất kỳ phương

thức đồng bộ trên Y, thì nó sẽ bị phong tỏa. Nếu tuyến đoạn chiếm dụng Y gọi phương thức đồng bộ

trên X, tuyến đoạn sẽ chờ vô hạn. Tuyến đoạn này chờ tuyến đoạn kia giải phóng đối tượng

mà đối tượng kia đang bị chiếm dụng và ngược lại -> chờ đợi lẫn nhau (hoài vọng).

Ex: milk

Bế tắc-Deadlock

67


Cần hạn chế deadlock: Đưa ra và cải tiến việc cấp phát, thu hồi tài nguyên cho các thread khá nhiều thuật toán cải tiến việc này

deadlock_ex.java

Ex, Deadlock

68


Khi gọi phương thức Thread.sleep(int): đặt tuyến đoạn vào trạng thái nghỉ trong một khoảng thời gian xác định nào đó.

Tuy nhiên để kích hoạt một tuyến đoạn sớm hơn ta phải sử dụng ngắt tuyến đoạn. Phương thức interrupt(). Cần một tuyến đoạn khác tham chiếu tới tuyến

đoạn hiện thời.

Interrupt a Thread

69


public class vd1 extends Thread { //Run method is executed when thread first started public void run() { System.out.println ("I feel sleepy. Wake me in eight hours"); try { // Sleep for eight hours Thread.sleep( 1000*60 ); System.out.println ("That was a nice nap"); } catch (InterruptedException ie) { System.err.println ("Just five more minutes...."); } }

//Main method to create and start threads public static void main(String args[]) throws java.io.IOException { // Create a 'sleepy' thread Thread sleepy = new vd1(); // Start thread sleeping sleepy.start(); // Prompt user and wait for input System.out.println ("Press enter to interrupt the thread"); System.in.read(); // Interrupt the thread sleepy.interrupt(); } }

Ex: interrupt

70


Put to sleep using sleep() method Is waiting because wait() method was

called Explicitly yielded using yield() method Blocked for file I/O

Conditions thread not execute

If thread is: Not of highest priority

71


Đôi khi cần thiết phải kết thúc một tuyến đoạn trước khi tác vụ của nó hoàn thành. Phương thức Thread.stop(). Đòi hỏi tuyến đoạn điều khiển duy trì một tham

chiếu tới tuyến đoạn mà nó muốn dừng.

Stop a Thread

72


public class vd1 extends Thread { // Run method is executed when thread first started public void run() { int count = 1; System.out.println ("I can count. Watch me go!"); for (;;) { // Print count and increment it System.out.print (count++ + " "); // Sleep for half a second try { Thread.sleep(1000); } catch(InterruptedException ie) {} } }

// Main method to create and start threads public static void main(String args[]) throws java.io.IOException { // Create and start counting thread Thread counter = new vd1(); System.out.println ("Press any enter to stop the thread ounting"); counter.start(); // Prompt user and wait for input System.in.read(); // Interrupt the thread counter.stop(); } }

Ex: stop Thread

73


Review: Cycle of Thread

74


Khi cần phải xử lý với nhiều Threads -> cần phải tổ chức dạng mảng… -> việc xử lý nhiều.

Nhóm các tuyến đoạn với nhau: áp dụng một thao tác trên nhóm mà không phải thực hiện thao tác trên từng tuyến đoạn riêng lẻ.

Java API hỗ trợ khả năng làm việc với các nhóm tuyến đoạn nhờ lớp ThreadGroup. biểu diễn một tập hợp các tuyến đoạn, và cung cấp các phương thức tác động nhanh trên từng

tuyến đoạn riêng trong nhóm. Nó còn cung cấp các cách thức để tập hợp các thông tin về

các tuyến đoạn có liên quan nói chung. Nếu cần truy xuất tới từng tuyến đoạn riêng lẻ, ta có thể

truy xuất thông qua ThreadGroup.

ThreadGroup

75


Constructor: public ThreadGroup(String name) throws

java.lang.SecurityException Tạo ra một nhóm tuyến đoạn mới, có tên được xác định bởi name.

ThreadGroup(ThreadGroup parentGroup,String name) throws java.lang.SecurityException

Tạo ra một nhóm tuyến đoạn mới name là nhóm con của ParentGroup Ex:ThreadGroup parent = new ThreadGroup("parent"); ThreadGroup subgroup = new ThreadGroup(parent, "sub");

ThreadGroup

76


Sử dụng một ThreadGroup Một nhóm tuyến đoạn có thể được sử dụng như một tuyến

đoạn bình thường. Ta có thể tạm dừng, phục hồi, ngắt hoặc dừng nhóm tuyến

đoạn bằng cách gọi phương thức thích hợp. Các phương thức

int activeCount(): trả về số tuyến đoạn trong nhóm, và các nhóm con.

int activeGroupCount(): trả về số nhóm con các tuyến đoạn

boolean allowThreadSuspension(): chỉ ra tuyến đoạn bị tạm ngừng hay không.

ThreadGroup

77


public class GroupDemo implements Runnable{ public static void main(String args[]) throws Exception {ThreadGroup parent = new ThreadGroup("parent"); ThreadGroup subgroup = new ThreadGroup(parent, "subgroup");Thread t1 = new Thread ( parent, new GroupDemo() ); t1.start(); Thread t2 = new Thread ( parent, new GroupDemo() ); t2.start(); Thread t3 = new Thread ( subgroup, new GroupDemo() ); t3.start(); Thread t4 = new Thread ( subgroup, new GroupDemo() ); t4.start(); // Dump the contents of the group to System.out parent.list(); System.exit(0); } public void run(){

while (true) { Thread.yield(); } } }

Ex: ThreadGroup

78


Two types of threads in Java: User threads: created by the user Daemon threads: threads that work in the

background providing service to other threadse.g. – the garbage collector thread

When user thread exits, JVM checks to find out if any other thread is running. If there are, it will schedule the next thread. If the only executing threads are daemon

threads, it exits.

Why need Daemon

Daemon threads

79


We can set a thread to be a Daemon if we do not want the main program to wait until a thread ends.

Thread class has two methods to deal with Daemon threads: public final void setDaemon(boolean value) : sets a thread to be a daemon thread

public final boolean isDaemon() : checks if the given thread is a daemon thread

Ex: Objex.isDaemon()

Daemon threads Contd…

80


Daemon threads, ex

An example

class TestDaemon implements Runnable{

Thread Objth1,Objth2; public TestDaemon() {

Objth1 = new Thread(this);Objth1.start();Objth2 = new Thread(this);Objth2.setDaemon(true);

} public void run() {

System.out.println(Thread.activeCount());System.out.println(Objth1.isDaemon());System.out.println(Objth2.isDaemon());

}public static void main(String args[])

{new TestDaemon();

}}


Đa tuyến hay được ứng dụng trong các chương trình Server: Đòi hỏi tại một thời điểm chấp nhận nhiều kết nối

đến từ các Client và xử lý cho nhiều Client tai một thời điểm

Mô hình Ex, Chat theo TCP

Sử dụng Thread trong các chương trình Server

82


Multithreading allows programmers to write efficient programs that make the maximum use of the CPU.

Java provides built-in support for multithreading in the form of classes and interfaces.

When Java programs are executed, there is already one thread that is running and it is the main thread. This main thread is important for two reasons: It is the thread from which child threads will be created. Program is terminated when the main thread stops execution.

Thread objects can be created in two ways: Declare the class to be a sub-class of the Thread class where we need to

override the run() method of the Thread class. Declare a class that implements the Runnable interface. Then define the run() method.

Each thread in a Java program is assigned a priority, and the Java Virtual Machine never changes the priority of a thread.

Summary

83

Chapter 6. java threads

Technology

Transcript of Chapter 6. java threads