java scjp clase9

8/18/2019 Java SCJP clase9

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SCJP 6Clase 9 – Threads

Ezequiel Aranda

Sun Microsystems Campus

Ambassador


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Disclaimer & Acknowledgments

> Even though Ezequiel Aranda is a full-time employee of Sun

Microsystems, the contents here are created as his own

personal endeavor and thus does not reflect any official

stance of Sun Microsystems.

>

Sun Microsystems is not responsible for any inaccuracies inthe contents.

>

Acknowledgments – The slides of this presentation are made

from “SCJP Unit 9” by Warit Wanwithu and Thanisa

Kruawaisayawan and SCJP Workshop by P. Srikanth.

>

This slides are Licensed under a Creative Commons

Attribution – Noncommercial – Share Alike 3.0

> http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/3.0/


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AGENDA

> java.lang.Thread

> java.lang.Runnable

> Instanciación e inicialización

de hilos

> Planificación

> Estados de los hilos

>

Sincronización, locks ydeadlocks

> Interacción entre hilos


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Extendiendo java.lang.Thread

> Sobrescribir el método run(). Debería ser algo

así:

class MyThread extends Thread {

public void run() {

System.out.println("Important

job running in MyThread"); } }

>

La limitación de este enfoque es que alextender Thread, no podremos extender

ninguna otra clase.


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Extendiendo java.lang.Thread (II)

> Podemos también sobrecargar el método run():

class MyThread extends Thread {

public void run() {

System.out.println("Important jobrunning in MyThread"); }

public void run(String s) {

System.out.println("String in run is "

+ s); } }

>

Sin embargo, dicho método será ignorado por la

clase Thread salvo que lo llamemos nosotros

mismos y será ejecutado como un método normal.


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Implementando java.lang.Runnable

> Implementando Runnable podremos,

adicionalmente, extender de otra clase.

class MyRunnable implements Runnable{

public void run() {

System.out.println("Important

job running in MyRunnable");

}


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Instanciando un Thread

> Si extendemos la clase Thread:

MyThread t = new MyThread()

> Si implementamos la interfaz Runnable,

también necesitaremos una instancia de

Thread:

MyRunnable r = new MyRunnable();

Thread t = new Thread(r);

> Suele pensarse en Thread como el “obrero” y

Runnable como el “trabajo”.


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Instaciando un thread (II)

> Existen varios constructores en la clase

Thread:

>

Thread()

>

Thread(Runnable target> Thread(Runnable target, String name)

>

Thread(String name)


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Inicializando un Thread

t.start();

> ¿Y que pasa cuando llamamos a start()?

>

Se inicializa un nuevo hilo de ejecución (con su

stack de llamadas propio).

>

El estado de dicho hilo pasa de “new” a

“runnable”.

> Cuando se le de la posibilidad de ejecutarse, se

ejecutará su método run().


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Inicializando un Thread: Aclaraciones

> Llamar explicitamente a un método run() solo

hará que se invoque al método run() del hilo

que se encuentra en ejecución actualmente.

>

El siguiente código no inicializa un nuevo hilode ejecución (aunque es código legal):

Runnable r = new Runnable();

r.run();


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El planificador de threads

>

El orden en el cual se ejecutará un conjunto

de threads no está garantizado.

class NameRunnable implements Runnable {

public void run() {for (int x = 1; x


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Estados de un Thread

> New: es el estado en el que se encuentra el

hilo apenas después de su creación. En este

punto no se considera que el hilo este “vivo”.

>

Runnable: que un hilo se encuentre en esteestado significa que es elegible para su

ejecución, pero el planificador aún no lo ha

seleccionado. En este punto se considera que

el hilo esta vivo.


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Estados de un Thread (II)

> Running: que un hilo esté en este estado

significa que el planificador lo ha

seleccionado para ser el hilo en ejecución.

>

Waiting/ Blocked/ Sleeping: en cualquiera deestos estados, el hilo está vivo, pero no es

elegible para ejecución. Puede volver al

estado runnable en cualquier momento.


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Estados de un Thread (III)

t.sleep() o t.yield()

> Se encuentran definidas para afectar al hilo

que se encuentra en ejecución.

>

Debemos recordar que un hilo bloqueado se

considera vivo aún.


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Estados de un Thread (IV)

> Dead: una vez que el hilo ha muerto, no

puede revivirse. Invocar start() en un thread

muerto resultará en una exception.

NEW

WAITING

o

BLOCKED

RUNNABLE RUNNING DEAD


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Sleeping

> sleep() es un método estático de la clase

Thread.

> Se usa para frenar a un hilo forzandolo a ir al

estado “sleeping” por una fracción de tiempodada antes de volver a ser elegible para

ejecución.try {

Thread.sleep(20*60*1000); //powernap

}

catch (InterruptedException ex) { }


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Sleeping (II)

class NameRunnable implements Runnable {

public void run() {

for (int x = 1; x < 4; x++) {

System.out.println("Run by "+

Thread.currentThread().getName());try {Thread.sleep(1000); }

catch (InterruptedException ex) { }

}

}}

> Sleep es una forma de dar a todos los hilos la

posibilidad de ejecutarse.


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yield()

> La idea de yield() es la de cambiar el estado

del hilo en ejecución a runnable, dandole así

la posibilidad de ejecutarse a otros hilos de la

misma prioridad.> Sin embargo, nada prohíbe al planificador

volver a seleccionar para ejecución al mismo

hilo una y otra vez.


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join()

> Si un hilo B necesita que la tarea de un hilo A

se complete para poder comenzar su

ejecución, necesitamos hacer un “join” entre

B y A.> Esto hará que B no pueda pasar al estado

runnable hasta que A complete su ejecución y

pase al estado dead.


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join() (II)


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En resumen…

> sleep(): garantiza que el hilo en ejecución

pase al estado “sleeping” por al menos el

tiempo especificado.

>

yield(): no garantiza absolutamente nada. Sufunción es la de volver al hilo en ejecución al

estado “runnable”.

>

join(): provoca que se detenga la ejecución

del hilo actual hasta, por lo menos, la

finalización del hilo con el que se realizó el

join.


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Sincronización

> Existe un problema conocido como “race condition”

>

Se da cuando múltiples hilos que pueden acceder a un

mismo recurso.

>

Produce datos corruptos cuando los hilos acceden al valor

de los datos entremedio de operaciones que deberían seratómicas.


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Sincronización(II)

> No hay forma de garantizar que un mismo

hilo se mantendrá en ejecución durante toda

la operación atómica.

>

Pero sí es posible garantizar que incluso si elhilo no se mantiene en ejecución durante la

operación atómica, ningún otro hilo pueda

actuar sobre los mismos datos.


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Sincronización (III)

> Entonces… ¿Cómo protegemos nuestros

datos?

> Debemos hacer dos cosas

>

Hacer privadas a las variables

> Sincronizar el código que modifica las variables.

(utilizando la palabra reservada synchronized).

> Ejemplo:

private synchronized void

makeWithdrawal(int amt)


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Sincronización y locks

> Cada objeto en java tiene un lock, que se

utiliza cuando el mismo tiene código marcado

como synchronized en alguno de sus

métodos.> Cuando ingresamos en un método

sincronizado, no estático, obtenemos

automáticamente el lock de la instancia de la

clase cuyo código estamos ejecutando.


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Sincronización y locks (II)

>

Dado que cada objeto solo tiene un lock, si un

hilo ha obtenido dicho lock, ningún otro hilo

podrá obtenerlo hasta que el primero lo

libere.> Si una clase tiene métodos sincronizados y

métodos no sincronizados, múltiples hilos

pueden aún acceder a los métodos no

sincronizados.

>

Cuando un hilo pasa a estar “dormido”,

retiene todos sus locks.


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Sincronización y locks (III)

>

Se puede reducir el tamaño de las partes

sincronizadas a un bloque (en vez de un método

completo).

>

En una muestra de originalidad propia del equipo de

diseño de Stacy Malibú, esto se bautizó “bloque

sincronizado”.class SyncTest {

public void doStuff() {

System.out.println("not synchronized");

synchronized(this) {

System.out.println("synchronized"); } } }


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Sincronización y locks (IV)

public synchronized void doStuff() {

System.out.println("synchronized");

}

>

Es equivalente a: public void doStuff() {


System.out.println("synchronized");

}

}


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Métodos estáticos sincronizados

>

Sólo hay una copia de los datos estáticos, por

lo que hará falta un lock para la clase

completa para sincronizar métodos estáticos.

public static int getCount() {

synchronized(MyClass.class) {

return count;

}}


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¿Qué sucede si un hilo no puede

obtener un lock?

>

Básicamente, el hilo va a parar a una especie

de pool para dicho lock, en donde esperará a

que se libere el lock y el hilo pueda volver al

estado runnable.> Al liberarse un lock, no hay forma de

garantizar que un hilo en particular sea el

que lo obtenga a continuación.

>

Ni siquiera hay forma de garantizar que el hilo

que espero por más tiempo sea el que lo obtenga.


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obtener un lock? (II)>

Dos hilos que llaman a métodos

sincronizados, no estáticos de la misma clase

solo se bloquearan uno al otro si se invocan

sobre la misma instancia. En caso contrarioobtendrán un lock cada uno.

>

En el caso de los métodos estáticos, los hilos

siempre competirán por el mismo lock.

>

Un método estático y uno no estático no se

bloquearán uno al otro, nunca.


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obtener un lock? (III)>

Para los bloques sincronizados, debemos fijarnos en

cual fue el objeto utilizado en el cerrojo (dentro de

los paréntesis que se encuentran luego de la palabra

synchronized).

>

Los hilos que utilizan el mismo objeto se bloquearán

entre ellos. Los que utilizan distintos objetos, no.


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Entonces, ¿cuándo necesito

sincronizar?>

Simple: cuando un método que será usado

por varios hilos accede a valores

modificables.

>

El acceso a campos estáticos debe ser hechodesde métodos estáticos sincronizados.

> El acceso a campos no estáticos sincronizados

debe ser hecho desde métodos no estáticos

sincronizados.


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“Thread Safe”

>

Cuando los métodos de una clase han sido

cuidadosamente sincronizados para proteger

los datos de la misma, llamamos a esa clase

“Thread Safe”.> Por ejemplo los métodos de StringBuffer se

encuentran sincronizados, mientras que los

de StringBuilder no lo están. Esto hace que en

un ambiente multithread sea más seguroutilizar StringBuffer.


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Deadlock

>

Un deadlock ocurre cuando dos hilos se

bloquean mutuamente esperando que el otro

libere el lock que cada uno necesita.

>

Ninguno puede

continuar su ejecución

hasta que el otro libere

el lock por el queespera, por lo que se

sientan a esperar para

siempre…


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Interacción entre hilos

>

La clase Object tiene tres métodos: wait(),

notify() y notifyAll(), que ayudan a los hilos a

comunicar el estado de los eventos que les

interesan.> Un punto clave para el examen es recordar

que cualquiera de estos métodos debe ser

llamado desde un contexto sincronizado. Un

hilo no puede invocar wait o notify en unobjeto salvo que posea el lock de dicho

objeto.


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class ThreadA {

public static void main(String [] args) {

ThreadB b = new ThreadB();

b.start();synchronized(b) {

try {

System.out.println("Waiting for b

to complete..."); b.wait();

}

catch (InterruptedException e) {}

System.out.println("Total is:

" + b.total);

}

}

}


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class ThreadB extends Thread {

int total;

public void run() {


for(int i=0;i


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Usando notifyAll() cuando varios hilos

están esperando

>

Podemos utilizar notifyAll() en el objeto para

permitir que todos los hilos salgan del área de

espera y vuelvan al estado runnable.

>

De esta forma nos aseguramos que el threadcorrecto (junto con todos los otros) sea

notificado.


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Preguntas

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