Aula prática de Concorrência

Equipe de Monitoria:Bruno Pereira - bpe

Davi Pires - dprGuilherme Barros – gbs2

Thiago Cavalcanti - trc

RoteiroMotivaçãoConcorrência em JavaComo podemos criar threads em JavaFormas de sincronização entre threadsConclusão Exercícios

MotivaçãoConcorrência: Executa tarefas de controle de forma concorrente, onde diferentes partes do software estão rodando em paralelo. O paralelismo

pode ser real (quando existem vários processadores) ou simulado (por

sistemas operacionais tempo real nos quais as tarefas são escalonadas para

compartilhar o processador)

Concorrência em JAVAGarbage collectionInterface GráficaObjetivo

Mostrar como criar e controlar threads em uma aplicação Java

Como podemos criar threadsIremos mostrar como criar threads simples que imprimem mensagens em um buffer das duas formas. O primeiro exemplo consiste de duas classes que são descritas a seguir:

ThreadHeranca: Classe que representa uma thread criada a partir da herança da classe java.lang.ThreadPrincipal: Contem o método main que cria o buffer e as threads que irão acrescentar caracteres ao buffer

ThreadHerancapublic class ThreadHeranca extends

java.lang.Thread{ private StringBuffer buf;private String texto; public ThreadHeranca(StringBuffer buf, String texto){

this.buf = buf; this.texto = texto; }

public void run(){ for(int i=0; i < 10; i++){

buf.append(texto); try {

sleep((long)(Math.random() * 100)); } catch (InterruptedException ie) { } } } }

Principalpublic class Principal{ public static void main(String []args){

StringBuffer buf = new StringBuffer(); ThreadHeranca her1 = new ThreadHeranca(buf, "thread 1\n"); ThreadHeranca her2 = new ThreadHeranca(buf, "thread 2\n"); ThreadHeranca her3 = new ThreadHeranca(buf, "thread 3\n"); her1.start(); her2.start(); her3.start(); for(int i=0; i < Integer.MAX_VALUE/10; i++); System.out.println(buf.toString());

} }

Como podemos criar threadsBem falta agora mostrar a segunda forma de se criar uma thread em Java: através da interface java.lang.Runnable. Para isso basta fazermos pouquíssimas modificações no exemplo anterior. A classe ThreadInterface substitui a classe ThreadHeranca.

ThreadInterface public class ThreadInterface implements Runnable{ private StringBuffer buf; private String texto; public ThreadInterface(StringBuffer buf, String texto){ this.buf = buf; this.texto = texto; } public void run(){ for(int i=0; i < 20; i++) { buf.append(texto); for(int j=0; j < Integer.MAX_VALUE/600; j++); } } }

Principal2public class Principal2{ public static void main(String []args){

StringBuffer buf = new StringBuffer();Thread inter1 = new Thread(new ThreadInterface(buf, "thread 1\n"));Thread inter2 = new Thread(new ThreadInterface(buf, "thread 2\n"));Thread inter3 = new Thread(new Threadinterface(buf, "thread 3\n"));

inter1.start(); inter2.start();inter3.start();

for(int i=0; i < Integer.MAX_VALUE/10; i++); System.out.println(buf.toString());

}}

SincronizaçãoSemáforosMonitor (synchronized)Formas de sincronização

Competição – tentam utilizar o mesmo recurso compartilhadoCooperação – a comunicação entre as threads é necessária

Sincronização por competiçãoIremos mostrar agora como sincronizar várias threads que competem por um recurso compartilhado. A idéia é parecida com o exemplo anterior aonde várias threads adicionam um String num buffer compartilhado. Ao invés de usarmos um objeto StringBuffer como buffer, vamos criar o nosso próprio buffer através da classe Buffer.java que está descrita abaixo

Buffer.javapublic class Buffer{ private StringBuffer buf; public Buffer(){ buf = new StringBuffer(); } public synchronized void add(String novo){ for(int i=0; i < novo.length(); i++) buf.append(novo.charAt(i)); } public synchronized void print(){ System.out.println(buf);}

ThreadHeranca2.javapublic class ThreadHeranca2 extends Thread{ private Buffer buf; private String texto; public ThreadHeranca2(Buffer buf, String texto){ this.buf = buf; this.texto = texto; } public void run(){ for(int i=0; i < 4000; i++) buf.add(texto); } }

Principal3.javapublic class Principal3{ public static void main(String []args){ Buffer buf = new Buffer(); ThreadHeranca2 her1 = new ThreadHeranca2(buf, "thread 1\n"); ThreadHeranca2 her2 = new ThreadHeranca2(buf, "thread 2\n"); ThreadHeranca2 her3 = new ThreadHeranca2(buf, "thread 3\n"); ThreadHeranca2 her4 = new ThreadHeranca2(buf, "thread 4\n"); ThreadHeranca2 her5 = new ThreadHeranca2(buf, "thread 5\n"); ThreadHeranca2 her6 = new ThreadHeranca2(buf, "thread 6\n");...

Principal3.java her1.start(); her2.start(); her3.start(); her4.start(); her5.start(); her6.start();

for(int i=0; i < Integer.MAX_VALUE/10; i++); buf.print();

} }

Um teste simplesRetirem a palavra-chave synchronized do método add da classe BufferE executem!E ai? Alguma esquisitice? Use sabiamente essa palavra!

Sincronização por cooperaçãoImagine que a thread principal da aplicação (aquela que contém o método main) vai imprimir o conteúdo de um buffer, contudo ela apenas deve imprimir quando o buffer estiver cheio. Outras threads ficarão concorrentemente adicionando caracteres ao buffer até preenchê-lo. Primeiro vamos ver a classe Buffer2 que implementa o buffer que vamos utilizar

Buffer2.java public class Buffer2{ private char[] buf; private int tam; private final int MAX = 100;

public Buffer2(){ buf = new char[MAX];

tam = 0; }

Buffer2.java public synchronized void inserir(char c){

if(tam==MAX) notify(); else buf[tam++] = c;

} public synchronized String esvaziar(){

if(tam < MAX) try{ wait(); }catch(InterruptedException ie){ } tam = 0; return new String(buf);

} }

ThreadHeranca3.java

ThreadHeranca3.javapublic class ThreadHeranca3 extends Thread{ private Buffer2 buf; private char c; public ThreadHeranca3(Buffer2 buf, char c){ this.buf = buf; this.c = c; } public void run(){

for(int i=0; i < 1000; i++){ buf.inserir(c);

try { sleep((long)5); } catch (InterruptedException ie) { }

} }

Principal4.java public class Principal4{ public static void main(String []args){ Buffer2 buf = new Buffer2(); ThreadHeranca3 her1 = new ThreadHeranca3(buf,'1'); ThreadHeranca3 her2 = new ThreadHeranca3(buf,'2'); ThreadHeranca3 her3 = new ThreadHeranca3(buf,'3'); her1.start(); her2.start(); her3.start(); String result; for(int i=0; i < 10; i++){ result = buf.esvaziar(); System.out.println("\n\nImpressao # " + (i+1) + ":\n Buffer = " + result + " -> Tamanho: " + result.length()); } }}

Ultimas consideraçõeswait() notify() E as 2 pilhas de JAVA

Ciclo de vida de uma threadNascimento

Pronto

Executando

Esperando

Adormecido Morto Bloqueado

start

Inicia E/S

Conclusão de E/S

Tempo paraadormecer expira

notify ounotifyAll alocar um

processo

wait

sleep completo

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