Лекции 2025. Java. Белая / Ответы на билеты. Java

Значение :

Если равен (и тоже ), это эквивалентно вызову без параметров (бесконечное ожидание).

Когда использовать с таймаутом:

Чтобы избежать ситуации, когда поток ждет бесконечно, если уведомление по какой-то причине не приходит (например, из-за ошибки в логике другого потока). Когда нужно периодически проверять какое-то состояние или выполнять другие действия, если условие не выполняется в течение определенного времени. Для реализации операций с таймаутом (например, попытка получить ресурс в течение X секунд).

Пример:

В этом примере потребитель ждет данные не более 3 секунд. Если производитель установит и вызовет раньше, потребитель пробудится. Если 3 секунды истекут раньше, потребитель пробудится по таймауту.

70. Чем отличаются методы Thread.sleep() и Thread.yield()?

Методы и оба являются статическими методами класса и используются для влияния на планирование потоков, но они служат разным целям и имеют разное поведение.

(и )

Назначение: Приостанавливает выполнение текущего потока на указанный период времени (в миллисекундах или миллисекундах + наносекундах). Состояние потока: Переводит текущий поток в состояние .

Освобождение мониторов: Не освобождает никакие мониторы (блокировки),

которыми владеет текущий поток. Если поток находится в блоке/ методе и вызывает , он продолжает удерживать монитор, что может привести к блокировке других потоков, ожидающих этот монитор.

Гарантия времени: Гарантирует, что поток не будет выполняться как минимум указанное время (если не будет прерван). Фактическое время приостановки может быть немного больше из-за особенностей системного таймера и планировщика. Прерывание: Если другой поток вызывает на спящем потоке, метод немедленно завершается, выбрасывая . Флаг прерывания текущего потока при этом сбрасывается.

Использование:

Для создания пауз в выполнении потока.

Для имитации задержек или периодического выполнения задач (хотя для сложных периодических задач лучше использовать

).

В некоторых случаях для уменьшения загрузки CPU, давая другим потокам шанс выполниться (хотя может быть более подходящим для этой конкретной цели, если пауза не нужна).

Назначение: Это подсказка (hint) планировщику потоков о том, что текущий поток

готов уступить свое текущее использование процессора другим потокам с таким же или более высоким приоритетом, которые готовы к выполнению. Состояние потока: Если имеет эффект, текущий поток может временно перейти из состояния "выполняемый" (running) в состояние "готовый" (ready) в рамках общего состояния . Он не переходит в , или

.

Освобождение мониторов: Не освобождает никакие мониторы (блокировки),

которыми владеет текущий поток.

Гарантия времени: Не дает никаких гарантий. Планировщик потоков может полностью проигнорировать эту подсказку. Если нет других потоков, готовых к выполнению, или если планировщик решит иначе, текущий поток может немедленно продолжить свое выполнение.

Прерывание: Метод не выбрасывает .

Использование:

Редко используется в современном Java-программировании, так как его поведение сильно зависит от реализации JVM и операционной системы, и на него нельзя полагаться для точной синхронизации или управления производительностью.

Теоретически мог бы использоваться в очень загруженных системах для попытки дать другим потокам шанс выполниться, особенно в задачах с активным ожиданием (busy-waiting), чтобы избежать полного захвата CPU одним потоком. Однако, обычно есть лучшие способы решения таких проблем (например, использование , блокировок, или более подходящих синхронизаторов).

Сводка отличий:

В этом примере будет делать заметные паузы. Поведение и будет менее предсказуемым; может (или не может) привести к тому, что они будут чаще уступать друг другу процессор, особенно если система не сильно загружена.

Вывод:

— это надежный способ приостановить поток на определенное время.

— это гораздо менее надежный механизм, на который не следует полагаться для критически важной логики синхронизации или управления производительностью. В большинстве случаев, если вам нужно координировать потоки, лучше использовать более явные механизмы синхронизации (,

, синхронизаторы из ).

71. Как работает метод Thread.join()?

Метод класса используется для того, чтобы один поток мог дождаться завершения другого потока. Когда поток вызывает ,

поток приостанавливает свое выполнение (переходит в состояние или ) до тех пор, пока поток не завершит свое выполнение (т.е. его

метод не закончит работу).

Основные характеристики и поведение :

1.Назначение: Обеспечивает упорядочивание выполнения потоков, позволяя одному потоку дождаться результатов или завершения работы другого.

2.Блокировка вызывающего потока: Поток, который вызывает ,

блокируется до тех пор, пока поток, на котором вызван , не умрет (станет

).

3. Перегруженные версии:

: Ожидает завершения потока неопределенно долго.

: Ожидает завершения потока не более указанного количества миллисекунд. Если поток не завершился за это время, вызывающий поток возобновит свое выполнение.

: Ожидает с точностью до наносекунд.

4. : Если текущий поток (который вызвал и ожидает) прерывается () другим потоком во время ожидания, метод выбросит . Флаг прерывания при этом сбрасывается.

5. Состояние потока:

Поток, на котором вызван (целевой поток), продолжает свое нормальное выполнение.

Поток, который вызвал (ожидающий поток), переходит в состояние (для ) или (для ).

6.Вызов на уже завершенном потоке: Если вызывается на потоке, который уже завершился, он немедленно возвращает управление, и вызывающий поток не блокируется.

7.Вызов на самом себе: Вызов приведет к взаимной блокировке (deadlock), так как поток будет ждать сам себя, что невозможно. (Хотя спецификация говорит, что поведение в этом случае не определено, на практике это обычно deadlock).

Как это работает "под капотом" (упрощенно):

Метод обычно реализуется с использованием механизма . Когда поток A вызывает , поток A входит в цикл, который проверяет, жив ли еще

(). Если жив, поток A вызывает (или

) на объекте . Когда завершается, он неявно (или явно, в зависимости от реализации JVM) вызывает на своем собственном объекте , что пробуждает все потоки, ожидающие его завершения через .

Пример использования:

Сценарии использования :

Последовательное выполнение задач: Когда результат одной задачи

(выполняемой в потоке) необходим для начала другой задачи (в другом потоке или в основном потоке).

Ожидание завершения всех рабочих потоков: Основной поток может запустить несколько рабочих потоков и затем использовать на каждом из них, чтобы дождаться, пока все они не закончат свою работу, прежде чем продолжить (например, для агрегации результатов или закрытия ресурсов).

Обеспечение порядка: Гарантировать, что определенные действия произойдут только после завершения других.

Важно:

Чрезмерное использование может привести к снижению параллелизма, так как потоки будут простаивать в ожидании.

Всегда обрабатывайте , так как ожидание через может быть прервано.

Метод является важным инструментом для координации потоков и управления их последовательностью выполнения в Java.

72. Исключения. Обработка исключительных ситуаций.

Исключения (Exceptions) в Java — это события, которые возникают во время выполнения программы и нарушают ее нормальный ход. Они сигнализируют об ошибках или нештатных ситуациях. Java предоставляет мощный механизм для обработки исключений, позволяющий программе корректно реагировать на ошибки, а не аварийно завершаться.

Иерархия исключений:

Все классы исключений в Java наследуются от класса . Основные ветви иерархии:

1. :

Представляют серьезные проблемы, от которых приложение обычно не может оправиться.

Чаще всего возникают из-за проблем в среде выполнения JVM (например,

, , ).

Приложения обычно не должны пытаться ловить (catch) , так как причина ошибки, как правило, фатальна.

2. :

Представляют менее серьезные проблемы, от которых приложение может и должно пытаться оправиться.

Делятся на два основных типа:

Проверяемые исключения (Checked Exceptions):

Это исключения, которые компилятор Java требует обрабатывать.

Если метод может выбросить проверяемое исключение (и не обрабатывает его сам), он должен объявить это в своей сигнатуре с помощью ключевого слова .

Вызывающий код, в свою очередь, должен либо обработать это исключение в блоке , либо также объявить его в .

Примеры: , , ,

.

Цель: Заставить разработчика подумать об обработке потенциальных ошибок, которые могут возникнуть при взаимодействии с внешними ресурсами или в других предсказуемых проблемных ситуациях.

Непроверяемые исключения (Unchecked Exceptions) / Исключения времени выполнения (Runtime Exceptions):

Это исключения, которые не требуют обязательной обработки

компилятором (хотя их можно ловить).

Они наследуются от (который, в свою очередь, является подклассом ).

Обычно сигнализируют об ошибках в логике программы (программные ошибки) или непредвиденных ситуациях во время выполнения.

Примеры: , ,

, , (например, деление на ноль).

Объявлять их в не обязательно, но можно.

Механизм обработки исключений:

Используются ключевые слова , , , , .