Пакеты java.lang и java.util.concurrent Потоки и многопоточность

Вмомент запуска любого приложения с ним сопоставляется в точности один поток управления. Многие приложения целиком исполняются в этом единственном потоке.

Вплатформе Java с самого начала была заложена возможность образования дополнительных потоков управления, исполняемых параллельно (одновременно или квазиодновременно) в едином адресном пространстве

приложения.

Средства поддержки многопоточности, обеспечивающие все более удобные

и эффективные возможности, добавлялись в JDK 1.2 (класс java.lang.ThreadLocal), в JDK 1.3 (классы java.util.TimerTask и java.util.Timer), в JDK 1.5 (основные классы пакета java.util.concurrent), а затем в JDK 1.6 и 1.7 (классы и интерфейсы пакета java.util.concurrent).

Вначале рассмотрим использование базовых средств платформы Java:

интерфейсы:

java.lang.Runnable

классы

java.lang.Thread

java.lang.ThreadLocal

java.util.TimerTask

java.util.Timer

java.lang.ThreadGroup

Класс java.lang.Thread

Есть три возможности использования класса java.lang.Thread.

1. Можно просто создать свой дочерний класс на базе класса Thread и вызвать его метод start(). При этом фактически возникает новый поток и вызывается метод run().

Вот пример потока, просто выдающего обратный отсчет в секундах: public static void main( String[ ] args ) {

class ThreadTest extends Thread { int count = 4;

public void run( ){ while( --count > 0 ){

System.out.println( "Wait: " + count ); try {

Thread.sleep( 1000 );

} catch ( InterruptedException e ) { e.printStackTrace( ); }

}

System.out.println( "Start!" + " Thread Id: " + Thread.currentThread( ).getId( ) );

Поля, конструкторы и методы класса java.lang.Thread (1)

Методы класса java.lang.Thread (2)

Поля и методы класса java.lang.Thread (3)

Поля и методы класса java.lang.Thread (4)

Класс java.lang.Thread, интерфейс Runnable

2. Можно реализовать интерфейс Runnable в своем классе, а затем создать объект класса Thread, передав конструктору этот объект как параметр. Этот способ используется, когда разрабатываемый класс должен быть наследником какого-либо другого класса (множественного наследования в Java нет):

public static void main( String[ ] args ) {

class ThreadTest extends java.lang.Object implements Runnable { int count = 4;

public void run( ){ while( --count > 0 ){

System.out.println( "Wait: " + count ); try {

Thread.sleep( 1000 );

} catch ( InterruptedException e ) { e.printStackTrace( ); }

}

System.out.println("Start!" + " Priority: " + Thread.currentThread( ).getPriority( ) );

Классы java.util.TimerTask и java.util.Timer (1)

3. Часто в программе нужно выполнять какие-то действия (дальше будем их

называть задачами - Task) периодически или согласно расписанию. Можно создать дочерний класс на базе класса java.util.TimerTask, а затем создать объект класса java.util.Timer, установив нужный момент (или моменты) активации

задачи.

Класс TimerTask является абстрактным, и служит основой для всех выполняемых по расписанию задач.

Класс Timer обеспечивает создание и управление потоками, на которых выполняются эти задачи.

Пример: import java.util.*;

public class MyTask extends TimerTask { public void run( ) { System.out.println( "Запуск задачи" );

}

}

В данном случае задача сводится к выведению строки на экран.

Класс TimerTask реализует интерфейс java.lang.Runnable. Написанный метод должен вызываться из класса Timer.

Классы java.util.TimerTask и java.util.Timer (2)

После того, как задача запрограммирована, необходимо задать расписание ее выполнения. Для этого с помощью метода schedule() создается интерфейс класса Timer:

import java.util.*;

…

Timer timer = new Timer( ); TimerTask task = new MyTask( );

// Ждать десять секунд, прежде чем выполнить task( )...

timer.schedule( task, 10000 );

(или так: // Ждать пять секунд перед первым выполнением task, // а затем выполнять каждые 10 секунд

timer.schedule( task, 5000, 10000 );

)

Можно задать расписание четырех типов:

•выполнять задачу в строго отведенное время (используется объект Date);

•после некоторой задержки (в миллисекундах);

•через определенные промежутки времени;

•через определенные промежутки времени после заданного начального момента времени (реализуется с помощью метода scheduleAtFixedRate).

Классы java.util.TimerTask и java.util.Timer (3)

Каждый объект Timer создает в точности один фоновый поток. В этом потоке могут выполняться несколько задач, каждая по своему расписанию. Большинству приложений вполне достаточно одного таймера, но в принципе можно использовать любое их количество.

Остановить таймер и уничтожить его поток можно, вызвав метод cancel() объекта Timer. Нужно иметь в виду, что остановленный таймер уже не может быть перезапущен. При необходимости придется создать новый таймер и заново ввести расписание задач.

Timer использует безопасные потоки, это значит, что не нужно выполнять их синхронизацию при использовании одного и того же таймера из разных потоков.

Остановка задачи (и таймера, если задача является единственной у него) часто осуществляется изнутри метода run запущенной задачи. Вызов метода cancel() из метода run() гарантирует, что текущее выполнение задачи является последним.

Существует возможность указать, что если по каким-то причинам выполнение задачи оказалось отсроченным по сравнению с требуемым моментом (скажем из-за уборки мусора), то два или более последующих ее выполнения будут происходить через меньшие интервалы времени для того, чтобы наверстать упущенное и войти в первоначально намеченный график. Такой режим планирования может оказаться необходимым в некоторых приложениях.