java:thread_signalling
Differences
This shows you the differences between two versions of the page.
| Both sides previous revision Previous revision Next revision | Previous revision | ||
|
java:thread_signalling [2015/04/19 15:08] gthanos [Συγχρονισμός Νημάτων] |
java:thread_signalling [2016/02/26 11:15] (current) |
||
|---|---|---|---|
| Line 1: | Line 1: | ||
| ====== Συγχρονισμός Νημάτων ====== | ====== Συγχρονισμός Νημάτων ====== | ||
| - | Ο συγχρονισμός νημάτων έχει σαν στόχο να επιτρέπει σε διαφορετικά νήματα να διαβάζουν ή να γράφουν με ασφάλεια σε διαμοιραζόμενες μεταβλητές χωρίς να προκύπτουν ασάφειες ως προς τις τιμές των μεταβλητών αυτών λόγω ταυτόχρονης μεταβολής τους. Ο προσεκτικός αναγνώστης θα παρατηρήσει ότι το παραπάνω μπορούμε να το επιτύχουμε και με την χρήση συγχρονισμένων μπλοκ ή συγχρονισμένων μεθόδων. Το παραπάνω είναι σωστό με την εξής όμως διαφορά. | + | Ο συγχρονισμός νημάτων έχει σαν στόχο να επιτρέπει σε διαφορετικά νήματα να διαβάζουν ή να γράφουν με ασφάλεια σε διαμοιραζόμενες μεταβλητές χωρίς να προκύπτουν ασάφειες ως προς τις τιμές των μεταβλητών αυτών λόγω ταυτόχρονης μεταβολής τους. Ο προσεκτικός αναγνώστης θα παρατηρήσει ότι το παραπάνω μπορούμε να το επιτύχουμε και με την χρήση συγχρονισμένων μπλοκ ή συγχρονισμένων μεθόδων. Το παραπάνω είναι εν μέρη σωστό, μόνο αν τα νήματα δύναται να εκτελούνται παράλληλα. Εάν τα νήματα δεν μπορούν να εκτελεστούν παράλληλα, αλλά το ένα νήμα θα πρέπει να περιμένει το άλλο να ολοκληρώσει τότε τα συγχρονισμένα block από μόνα τους δεν αποτελούν λύση. Σε αυτή την περίπτωση απαιτείται η έννοια της κλειδαριάς (lock). |
| Ας υποθέσουμε ότι έχουμε δύο νήματα Α, Β και το νήμα Α θέλει να ειδοποιήσει το νήμα Β μόλις ολοκληρώσει την επεξεργασία των δεδομένων του, ώστε εκείνο να ξεκινήσει την επεξεργασία των δεδομένων που δημιουργήθηκαν. Δεν μας αρκεί δηλαδή τα νήματα Α, Β να εκτελούνται παράλληλα, αλλά θα θέλαμε το Β να ξεκινήσει την επεξεργασία μόλις το Α ολοκληρώσει. | Ας υποθέσουμε ότι έχουμε δύο νήματα Α, Β και το νήμα Α θέλει να ειδοποιήσει το νήμα Β μόλις ολοκληρώσει την επεξεργασία των δεδομένων του, ώστε εκείνο να ξεκινήσει την επεξεργασία των δεδομένων που δημιουργήθηκαν. Δεν μας αρκεί δηλαδή τα νήματα Α, Β να εκτελούνται παράλληλα, αλλά θα θέλαμε το Β να ξεκινήσει την επεξεργασία μόλις το Α ολοκληρώσει. | ||
| Line 123: | Line 123: | ||
| Εκτός της //notify()// υπάρχει και η //notifyAll()// που ξυπνάει όλα τα νήματα που περιμένουν στο συγκεκριμένο //monitor lock// σε αντίθεση με την notify() που ξυπνάει μόνο ένα νήμα. Όταν περισσότερα του ενός νήματα περιμένουν το ποιο νήμα θα ξυπνήσει η μέθοδος //notify()// δεν ελέγχεται από εσάς. Είστε όμως σίγουροι ότι θα ξυπνήσει ένα νήμα. | Εκτός της //notify()// υπάρχει και η //notifyAll()// που ξυπνάει όλα τα νήματα που περιμένουν στο συγκεκριμένο //monitor lock// σε αντίθεση με την notify() που ξυπνάει μόνο ένα νήμα. Όταν περισσότερα του ενός νήματα περιμένουν το ποιο νήμα θα ξυπνήσει η μέθοδος //notify()// δεν ελέγχεται από εσάς. Είστε όμως σίγουροι ότι θα ξυπνήσει ένα νήμα. | ||
| - | <WRAP tip 80% round center> | + | <WRAP important 80% round center> |
| Ο παραπάνω κώδικας δεν μπορεί να εξασφαλίσει τον συγχρονισμό αν αντικαταστήσουμε την notify() με την notifyAll(). Γιατί; | Ο παραπάνω κώδικας δεν μπορεί να εξασφαλίσει τον συγχρονισμό αν αντικαταστήσουμε την notify() με την notifyAll(). Γιατί; | ||
| </WRAP> | </WRAP> | ||
| Line 135: | Line 135: | ||
| ===== Ξαφνικά ξυπνήματα (Spurious wake-ups) ===== | ===== Ξαφνικά ξυπνήματα (Spurious wake-ups) ===== | ||
| - | Υπάρχει η πιθανότητα ένα νήμα να ξυπνήσε ακόμη και δίχως να κληθεί η //notify()// ή η //notifyAll()//. Σε αυτή την περίπτωση αν το νήμα λάβει το lock θα ξυπνήσει και θα συνεχίσει την εκτέλεση του δίχως να εξετάσει αν έχει έρθει ένα σήμα ή όχι. Για το λόγο αυτό, καλό θα είναι ο έλεγχος που γίνεται παραπάνω (μέσα στην //if()//) να αντικατασταθεί με ένα while() loop ώστε να είμαστε σίγουροι ότι όσο δεν έχει έρθει κάποιο σήμα το νήμα που περιμένει δεν θα συνεχίσει την εκτέλεση του. Δείτε τον τελικό κώδικα παρακάτω | + | Υπάρχει η πιθανότητα ένα νήμα να ξυπνήσει ακόμη και δίχως να κληθεί η //notify()// ή η //notifyAll()//. Αν και οι περιπτώσεις αυτές δεν είναι συχνές δεν θα πρέπει να αποκλειστούν. Σε αυτή την περίπτωση αν το νήμα λάβει το **lock** θα ξυπνήσει και θα συνεχίσει την εκτέλεση του δίχως να εξετάσει αν έχει έρθει ένα σήμα ή όχι. Για το λόγο αυτό, καλό θα είναι ο έλεγχος που γίνεται παραπάνω (μέσα στην //if()//) να αντικατασταθεί με ένα while() loop ώστε να είμαστε σίγουροι ότι όσο δεν έχει έρθει κάποιο σήμα το νήμα που περιμένει δεν θα συνεχίσει την εκτέλεση του. Δείτε τον τελικό κώδικα παρακάτω |
| <code java MyWaitNotify2.java> | <code java MyWaitNotify2.java> | ||
| Line 164: | Line 164: | ||
| </code> | </code> | ||
| - | <WRAP tip> | + | <WRAP info 80% center round> |
| Το παραπάνω σχήμα δουλεύει επίσης πολύ καλά εάν πολλαπλά νήματα περιμένουν σε ένα monitor lock. | Το παραπάνω σχήμα δουλεύει επίσης πολύ καλά εάν πολλαπλά νήματα περιμένουν σε ένα monitor lock. | ||
| Αν τα νήματα αυτά ξυπνούν μέσα από μία κλήση της μεθόδου //notifyAll()//, τότε μέσα από τον παραπάνω κώδικα μόνο ένα από τα νήματα θα λάβει το monitor lock (το πρώτο που ξύπνησε και έλαβε το lock του αντικειμένου myMonitorObject). Τα υπόλοιπα, όταν με την σειρά τους θα λάβουν το lock, θα ελέγξουν την τιμή της μεταβλητής //wasSignalled// και θα πάνε πάλι για ύπνο εφόσον την βρουν ίση με //false//. | Αν τα νήματα αυτά ξυπνούν μέσα από μία κλήση της μεθόδου //notifyAll()//, τότε μέσα από τον παραπάνω κώδικα μόνο ένα από τα νήματα θα λάβει το monitor lock (το πρώτο που ξύπνησε και έλαβε το lock του αντικειμένου myMonitorObject). Τα υπόλοιπα, όταν με την σειρά τους θα λάβουν το lock, θα ελέγξουν την τιμή της μεταβλητής //wasSignalled// και θα πάνε πάλι για ύπνο εφόσον την βρουν ίση με //false//. | ||
| </WRAP> | </WRAP> | ||
| + | Παρατηρήστε ότι η κλάση **MyWaitNotify2** υλοποιεί ένα μία απλή κλειδαριά, όπου μόνο ένα νήμα μπορεί να πάρει την κλειδαριά, ενώ όλα τα υπόλοιπα νήματα περιμένουν. Μόλις ολοκληρώσει την επεξεργασία ελευθερώνει την κλειδαριά και ενημερώνει ένα από τα νήματα που περιμένουν να ξεκινήσει. Η παραπάνω κλάση θα μπορούσε να γραφεί και ως εξής: | ||
| + | <code java SimpleLock.java> | ||
| + | public class SimpleLock { | ||
| + | |||
| + | MonitorObject myMonitorObject = new MonitorObject(); | ||
| + | boolean wasSignalled = false; | ||
| + | |||
| + | public void lock(){ | ||
| + | synchronized(myMonitorObject){ | ||
| + | while(!wasSignalled){ | ||
| + | try{ | ||
| + | myMonitorObject.wait(); | ||
| + | } catch(InterruptedException e){...} | ||
| + | } | ||
| + | //clear signal and continue running. | ||
| + | wasSignalled = false; | ||
| + | } | ||
| + | } | ||
| + | |||
| + | public void unlock(){ | ||
| + | synchronized(myMonitorObject){ | ||
| + | wasSignalled = true; | ||
| + | myMonitorObject.notify(); | ||
| + | } | ||
| + | } | ||
| + | } | ||
| + | </code> | ||
java/thread_signalling.1429456126.txt.gz · Last modified: 2016/02/26 11:15 (external edit)
Page Tools
Except where otherwise noted, content on this wiki is licensed under the following license: CC Attribution 3.0 Unported
