java:starvation_fairness
Differences
This shows you the differences between two versions of the page.
Next revision | Previous revision | ||
java:starvation_fairness [2015/03/30 06:11] – created gthanos | java:starvation_fairness [2017/03/21 13:09] (current) – [Παρατεταμένη στέρηση πόρων] gthanos | ||
---|---|---|---|
Line 5: | Line 5: | ||
Η παρατεταμένη στέρηση πόρων μπορεί να οφείλεται στους εξής λόγους: | Η παρατεταμένη στέρηση πόρων μπορεί να οφείλεται στους εξής λόγους: | ||
* Νήματα με αυξημένη προτεραιότητα καταναλώνουν όλο τον επεξεργαστικό χρόνο από νήματα με περιορισμένη προτεραιότητα. | * Νήματα με αυξημένη προτεραιότητα καταναλώνουν όλο τον επεξεργαστικό χρόνο από νήματα με περιορισμένη προτεραιότητα. | ||
- | * Νήματα μπλοκάρονται διαρκώς από τον να μπουν μέσα σε ένα συγχρονισμένο block καθώς | + | * Νήματα μπλοκάρονται διαρκώς από τον να μπουν μέσα σε ένα συγχρονισμένο block και να λάβουν το σχετικό lock καθώς άλλα νήματα καταλαμβάνουν διαρκώς τα monitor που αντιστοιχούν στους πόρους αυτούς. |
+ | ==== Υλοποιώντας την ισότιμη χρήση των πόρων ==== | ||
+ | Στη συνέχεια θα προσπαθήσουμε να δημιουργήσουμε μηχανισμούς που ενισχύουν την ισότιμη κατανομή των πόρων. Κατ' | ||
+ | <code java> | ||
+ | public class Synchronizer{ | ||
+ | public synchronized void doSynchronized(){ | ||
+ | //do a lot of work which takes a long time | ||
+ | } | ||
+ | |||
+ | } | ||
+ | </ | ||
+ | |||
+ | Αν περισσότερα του ενός νήματα καλούν την μέθοδο // | ||
+ | |||
+ | ==== Χρησιμοποιώντας Locks αντί για συγχρονισμένα blocks/ | ||
+ | |||
+ | Προκειμένου να αυξήουμε την αποτελεσματικότητα θα χρησιμοποιήσουμε Locks αντί για συγχρονισμένες μεθόδους και συγχρονισμένα blocks. Τα Locks χρησιμοποιούν τα εργαλεία που είδαμε μέχρι τώρα για να δημιουργήσουν πιο σύνθετους μηχανισμούς. | ||
+ | |||
+ | <code java Synchronizer.java> | ||
+ | public class Synchronizer{ | ||
+ | Lock lock = new Lock(); | ||
+ | |||
+ | public void doSynchronized() throws InterruptedException{ | ||
+ | this.lock.lock(); | ||
+ | //critical section, do a lot of work which takes a long time | ||
+ | this.lock.unlock(); | ||
+ | } | ||
+ | |||
+ | } | ||
+ | </ | ||
+ | |||
+ | Παρατηρήστε ότι η μέθοδος // | ||
+ | |||
+ | Μία πρώτη υλοποίηση της κλάσης Lock δίνεται παρακάτω. | ||
+ | |||
+ | <code java Lock.java> | ||
+ | public class Lock{ | ||
+ | private boolean isLocked | ||
+ | private Thread | ||
+ | |||
+ | public synchronized void lock() throws InterruptedException{ | ||
+ | while(isLocked){ | ||
+ | wait(); | ||
+ | } | ||
+ | isLocked | ||
+ | lockingThread = Thread.currentThread(); | ||
+ | } | ||
+ | |||
+ | public synchronized void unlock(){ | ||
+ | if(this.lockingThread != Thread.currentThread()){ | ||
+ | throw new IllegalMonitorStateException( | ||
+ | " | ||
+ | } | ||
+ | isLocked | ||
+ | lockingThread = null; | ||
+ | notify(); | ||
+ | } | ||
+ | } | ||
+ | </ | ||
+ | |||
+ | Εάν κοιτάξετε την κλάση // | ||
+ | |||
+ | Η παραπάνω υλοποίηση της κλειδαριάς δεν μας εξασφαλίζει οποιαδήποτε ισοτιμία ως προς τη κατανομή του χρόνου εκτέλεσης των νημάτων. Η notify() είμαστε σίγουροι ότι θα ξυπνήσει ένα νήμα, αλλά δεν ξέρουμε ποιο νήμα θα είναι αυτό κάθε φορά. Παρακάτω δίνεται η υλοποίηση μίας κλειδαριάς που επιτρέπει την ισότιμη επιλογή νημάτων προς εκτέλεση μέσω ενός μηχανισμού [[wp> | ||
+ | |||
+ | <WRAP important 80% round center> | ||
+ | Όταν περιφρουρούμε ένα κρίσιμο τμήμα κώδικα με μία κλειδαριά (όπως η παραπάνω) το οποίο μπορεί να δώσει ένα ή περισσότερα Exceptions είναι σημαντικό να τοποθετούμε τη μέθοδο unlock() μέσα σε ένα finally block. Με αυτό τον τρόπο είμαστε βέβαιοι ότι ακόμη και εάν συμβεί κάποιο Exception, η κλειδαριά θα ξεκλειδώσει, | ||
+ | <code java> | ||
+ | lock.lock(); | ||
+ | try{ | ||
+ | //do critical section code, which may throw exception | ||
+ | } finally { | ||
+ | lock.unlock(); | ||
+ | } | ||
+ | </ | ||
+ | </ | ||
+ | |||
+ | ==== Υλοποίηση Fair Lock ==== | ||
+ | |||
+ | Όπως προαναφέρθηκε οι συγχρονισμένες μέθοδοι και τα συγχρονισμένα blocks δεν δίνουν καμία εγγύηση για την σειρά με την οποία θα λάβουν το lock τα νήματα που αναμένουν για αυτό. Αντίστοιχα, | ||
+ | |||
+ | Η ισοκατανομή θα μπορούσε να επιτευθεί αν το κάθε νήμα περίμενε κλειδώνοντας το monitor lock ενός διαφορετικού αντικειμένου, | ||
+ | |||
+ | <code java QueueObject.java> | ||
+ | public class QueueObject { | ||
+ | |||
+ | private boolean isNotified = true; | ||
+ | |||
+ | public synchronized void doWait() throws InterruptedException { | ||
+ | while(!isNotified){ | ||
+ | this.wait(); | ||
+ | } | ||
+ | this.isNotified = false; | ||
+ | } | ||
+ | |||
+ | public synchronized void doNotify() { | ||
+ | this.isNotified = true; | ||
+ | this.notify(); | ||
+ | } | ||
+ | |||
+ | public boolean equals(Object o) { | ||
+ | return this == o; | ||
+ | } | ||
+ | } | ||
+ | </ | ||
+ | |||
+ | <code java FairLock.java> | ||
+ | public class FairLock { | ||
+ | private boolean | ||
+ | private Thread | ||
+ | private List< | ||
+ | new ArrayList< | ||
+ | |||
+ | public void lock() throws InterruptedException{ | ||
+ | QueueObject queueObject | ||
+ | boolean | ||
+ | synchronized(this){ | ||
+ | waitingThreads.add(queueObject); | ||
+ | } | ||
+ | |||
+ | while(isLockedForThisThread){ | ||
+ | synchronized(this){ | ||
+ | isLockedForThisThread = | ||
+ | isLocked || waitingThreads.get(0) != queueObject; | ||
+ | if(!isLockedForThisThread){ | ||
+ | isLocked = true; | ||
+ | waitingThreads.remove(queueObject); | ||
+ | lockingThread = Thread.currentThread(); | ||
+ | return; | ||
+ | } | ||
+ | } | ||
+ | try{ | ||
+ | queueObject.doWait(); | ||
+ | }catch(InterruptedException e){ | ||
+ | synchronized(this) { waitingThreads.remove(queueObject); | ||
+ | throw e; | ||
+ | } | ||
+ | } | ||
+ | } | ||
+ | |||
+ | public synchronized void unlock(){ | ||
+ | if(this.lockingThread != Thread.currentThread()){ | ||
+ | throw new IllegalMonitorStateException( | ||
+ | " | ||
+ | } | ||
+ | isLocked | ||
+ | lockingThread = null; | ||
+ | if(waitingThreads.size() > 0){ | ||
+ | waitingThreads.get(0).doNotify(); | ||
+ | } | ||
+ | } | ||
+ | } | ||
+ | </ | ||
+ | |||
+ | Παρατηρήστε ότι μόνο ένα νήμα λαμβάνει την κλειδαριά κάθε φορά, αλλά ο χρονοπρογραμματισμός των νημάτων γίνεται με την σειρά. Όταν ένα νήμα προσπαθεί να πάρει την κλειδαριά εξυπηρετείται μόνο αν δεν υπάρχουν άλλα νήματα στην ουρά, ενώ αν υπάρχουν αυτά εξυπηρετούνται με την σειρά. Κάθε νήμα περιμένει τη σειρά του λαμβάνοντας το lock ενός διαφορετικού αντικειμένου. Με αυτόν τον τρόπο έχουμε την δυνατότητα καλώντας την notify() για το αντικείμενο για το οποίο | ||
java/starvation_fairness.1427695891.txt.gz · Last modified: 2015/03/30 05:11 (external edit)