Java birlashmasi - Java concurrency

The Java dasturlash tili va Java virtual mashinasi (JVM) qo'llab-quvvatlash uchun mo'ljallangan bir vaqtda dasturlash va barcha ijrolar kontekstida amalga oshiriladi iplar. Ob'ektlar va manbalarga ko'plab alohida yo'nalishlar kirish mumkin; har bir mavzu o'z bajarilish yo'liga ega, ammo dasturdagi istalgan ob'ektga kirish imkoniyatiga ega bo'lishi mumkin. Dasturchi moslamalarni o'qish va yozishni to'g'ri muvofiqlashtirilganligini ta'minlashi kerak (yoki "sinxronlashtirildi ") iplar o'rtasida. Mavzuni sinxronlashtirish ob'ektlarni bir vaqtning o'zida faqat bitta ip bilan o'zgartirilishini va boshqa ip tomonidan modifikatsiya qilish paytida oqimlarning qisman yangilangan narsalarga kirishining oldini olishni ta'minlaydi. Java tili ushbu koordinatsiyani qo'llab-quvvatlovchi ichki tuzilmalarga ega.

Jarayonlar va iplar

Ning eng ko'p qo'llanilishi Java virtual mashinasi bitta singari chopish jarayon va Java dasturlash tilida, bir vaqtda dasturlash asosan bilan bog'liq iplar (shuningdek, deyiladi engil jarayonlar ). Bir nechta jarayonlarni faqat bir nechta JVMlar yordamida amalga oshirish mumkin.

Ob'ektlar

Mavzular xotira va ochiq fayllarni o'z ichiga olgan jarayonning resurslarini baham ko'radi. Bu samarali, ammo potentsial muammoli aloqani ta'minlaydi. Har bir dasturda asosiy mavzu deb nomlangan kamida bitta ip mavjud. Asosiy ip kabi qo'shimcha iplarni yaratish qobiliyatiga ega Yugurish mumkin yoki Qo'ng'iroq qilish mumkin ob'ektlar. (The Qo'ng'iroq qilish mumkin interfeysi o'xshash Yugurish mumkin, ikkalasi ham boshqa satr tomonidan bajarilishi mumkin bo'lgan sinflar uchun mo'ljallangan. A Yugurish mumkinBiroq, natija bermaydi va tekshirilgan istisnoga qodir emas.)

Har bir ish zarrachasi boshqa protsessor yadrosida rejalashtirilgan bo'lishi mumkin yoki bitta apparat protsessorida vaqtni kesishdan yoki ko'plab qo'shimcha protsessorlarda vaqtni kesishdan foydalanishi mumkin. Java-ning ish zarrachalarini mahalliy operatsion tizimidagi ish zarrachalari bilan qanday bog'lanishiga umumiy echim yo'q. Har bir JVM dasturi uni boshqacha tarzda amalga oshirishi mumkin.

Har bir satr Thread sinfining bir nusxasi bilan bog'langan. Mavzular to'g'ridan-to'g'ri Thread ob'ektlari yordamida yoki kabi mavhum mexanizmlar yordamida boshqarilishi mumkin Ijrochis va java.util.concrent to'plamlar.

Ipni boshlash

Mavzuni boshlashning ikkita usuli:

Ishlaydigan ob'ektni taqdim eting
 jamoat sinf SalomRunnable asboblar Yugurish mumkin {    @Override    jamoat bekor yugurish() {        Tizim.chiqib.println("Ipdan salom!");    }    jamoat statik bekor asosiy(Ip[] kamon) {        (yangi Ip(yangi SalomRunnable())).boshlang();    } }
Subklass ip
 jamoat sinf SalomThread uzaytiradi Ip {    @Override    jamoat bekor yugurish() {        Tizim.chiqib.println("Ipdan salom!");    }    jamoat statik bekor asosiy(Ip[] kamon) {        (yangi SalomThread()).boshlang();    } }

Uzilishlar

Uzilish - bu nima qilayotganini to'xtatishi va boshqa biron bir ish bilan shug'ullanishi kerakligini ko'rsatuvchi ipga ishora. Ip uzilib qolishi uchun Thread ob'ektida interruptni chaqirish orqali uzilish yuboradi. Interrupt mexanizmi interrupt holati deb nomlanuvchi ichki bayroq yordamida amalga oshiriladi. Qo'ng'iroq qilish Uzuk ushbu bayroqni o'rnatadi. An'anaga ko'ra, otish orqali chiqadigan har qanday usul InterruptException buni amalga oshirganda uzilish holatini tozalaydi. Shu bilan birga, har doim ham uzilish holatini yana bir boshqa uzatish chaqirgan holda o'rnatishi mumkin.

Qo'shiladi

The Mavzu: qo'shiling usullar bitta ipni boshqasining tugashini kutishiga imkon beradi.

Istisnolar

Kod tomonidan tashlangan olib qo'yilgan istisnolar ipni tugatadi. The asosiy konsoli uchun istisnolarni bosib chiqaradi, lekin foydalanuvchi tomonidan yaratilgan iplar buni amalga oshirish uchun ro'yxatdan o'tgan ishlov beruvchiga muhtoj.[1][2]

Xotira modeli

The Java xotira modeli Java dasturlash tilidagi iplar qanday qilib xotira orqali o'zaro ta'sir qilishini tasvirlaydi. Zamonaviy platformalarda kod tez-tez yozilgan tartibda bajarilmaydi. U tomonidan tartiblangan kompilyator, protsessor va xotira quyi tizimi maksimal ishlashga erishish uchun. Java dasturlash tili kafolat bermaydi chiziqlash qobiliyati, yoki hatto ketma-ketlik, birgalikda ob'ektlarning maydonlarini o'qish yoki yozishda va bu ruxsat berish uchun kompilyator optimallashtirishlari (kabi ro'yxatdan o'tkazishni taqsimlash, umumiy subekspressiyani yo'q qilish va ortiqcha o'qishni yo'q qilish ) bularning barchasi xotirani o'qish tartibini o'zgartirish orqali ishlaydi - yozadi.[3]

Sinxronizatsiya

Iplar, avvalambor, maydonlarga va mos yozuvlar maydonlariga havola qilingan narsalarga kirish huquqini birgalikda bo'lish orqali aloqa qiladi. Ushbu aloqa shakli nihoyatda samarali, ammo ikki xil xatoga yo'l qo'yadi: ip aralashuvi va xotiraning mustahkamligi bilan bog'liq xatolar. Ushbu xatolarning oldini olish uchun zarur bo'lgan vosita - bu sinxronizatsiya.

Qayta tartiblash noto'g'ri o'yinga tushishi mumkin sinxronlashtirildi ko'p tishli dasturlar, bu erda bitta ip boshqa iplarning ta'sirini kuzatishi mumkin va o'zgaruvchan kirishlar boshqa ish zarrachalariga dasturda bajarilgandan yoki belgilanganidan farqli ravishda ko'rinadigan bo'lishini aniqlashi mumkin. t ikkinchisining qilayotgan ishlariga ahamiyat bering. Ammo shunday bo'lganda, sinxronizatsiya nima uchun kerak bo'ladi.

Mavzuni sinxronlashtirish uchun Java foydalanadi monitorlar, bu bir vaqtning o'zida faqat bitta ipni monitor tomonidan himoyalangan kod mintaqasini bajarishiga imkon beradigan yuqori darajadagi mexanizm. Monitorlarning xatti-harakatlari quyidagicha tushuntiriladi qulflar; har bir ob'ekt bilan bog'liq bo'lgan qulf mavjud.

Sinxronizatsiya bir necha jihatlarga ega. Eng yaxshi tushunilgan o'zaro chiqarib tashlash - faqat bitta ip bir vaqtning o'zida monitorni ushlab turishi mumkin, shuning uchun monitordagi sinxronizatsiya degani, bitta ip monitor tomonidan himoyalangan sinxronizatsiya qilingan blokga kirganida, birinchi ip sinxronlangan blokdan chiqmaguncha, ushbu monitor bilan himoyalangan blokga boshqa biron bir ip kira olmaydi.

Ammo sinxronlashtirishda o'zaro chiqarib tashlashdan ko'proq narsa bor. Sinxronizatsiya, xotiraning sinxronlangan blokdan oldin yoki uning davomida ip bilan yozishini, xuddi shu monitorda sinxronlashtiradigan boshqa iplar uchun oldindan taxmin qilinadigan ko'rinishda bo'lishini ta'minlaydi. Sinxronizatsiya qilingan blokdan chiqqandan so'ng, biz keshni asosiy xotiraga surtish effektiga ega bo'lgan monitorni chiqaramiz, shunda ushbu ish zarrachasi tomonidan yozilgan yozuvlar boshqa ish zarrachalariga ko'rinib turishi mumkin. Sinxronizatsiya qilingan blokga kirishdan oldin biz monitorni sotib olamiz, bu mahalliy protsessor keshini yaroqsiz holga keltiradigan ta'sir qiladi, shunda o'zgaruvchilar asosiy xotiradan qayta yuklanadi. Keyinchalik, avvalgi nashr tomonidan ko'rinadigan barcha yozuvlarni ko'rishimiz mumkin.

O'qiydi - maydonlarga yozadi chiziqli agar maydon bo'lsa o'zgaruvchan, yoki maydon noyob bilan himoyalangan qulflash bu barcha o'quvchilar va yozuvchilar tomonidan sotib olinadi.

Qulflar va sinxronlashtirilgan bloklar

Mavzu o'zaro chiqarib yuborishga yoki yashirin blokirovka oladigan sinxron blok yoki usulni kiritish yoki aniq blokirovka (masalan, java.util.concurrent.locks paketidan ReentrantLock) olish orqali erishishi mumkin. Ikkala yondashuv ham xotira harakati uchun bir xil ta'sirga ega. Agar ma'lum bir maydonga barcha kirish huquqlari bir xil qulf bilan himoyalangan bo'lsa, u holda o'qish-yozish ushbu maydonga yoziladi chiziqli (atomik).

Uchuvchan dalalar

Maydonga qo'llanilganda, Java o'zgaruvchan kafolat beradi:

  1. (Java-ning barcha versiyalarida) O'qish va o'zgaruvchan o'zgaruvchiga yozish bo'yicha global buyurtma mavjud. Bu shuni anglatadiki, har bir kishi ip o'zgaruvchan maydonga kirish, keshlangan qiymatdan foydalanish o'rniga (potentsial) o'rniga, davom ettirishdan oldin uning joriy qiymatini o'qiydi. (Shu bilan birga, doimiy o'qish va yozish bilan o'zgaruvchan o'qish va yozishni nisbiy tartiblash haqida hech qanday kafolat yo'q, demak u umuman foydali ish zarrachasi tuzilishi emas.)
  2. (Java 5 yoki undan keyingi versiyada) Uchuvchan o'qish va yozishni o'rnatish a munosabatlardan oldin sodir bo'ladi, xuddi muteksni sotib olish va chiqarish kabi.[4] Ushbu munosabatlar shunchaki xotiraning bitta aniq bayonot bilan yozishini boshqa aniq bayonotga ko'rinishini kafolatidir.

Uchuvchan maydonlarni chiziqli ravishda aniqlash mumkin. Uchuvchi maydonni o'qish qulfni qo'lga kiritishga o'xshaydi: ishchi xotira bekor qilinadi va uchuvchi maydonning joriy qiymati xotiradan qayta o'qiladi. Uchuvchan maydonni yozish qulfni bo'shatishga o'xshaydi: uchuvchan maydon darhol xotiraga yoziladi.

Yakuniy maydonlar

Yakuniy deb e'lon qilingan maydon ishga tushirilgandan so'ng uni o'zgartirib bo'lmaydi. Ob'ektning yakuniy maydonlari uning konstruktorida ishga tushiriladi. Agar konstruktor ma'lum oddiy qoidalarga amal qilsa, u holda har qanday yakuniy maydonlarning to'g'ri qiymati boshqa iplar uchun sinxronizatsiya qilinmasdan ko'rinadi. Qoida oddiy: the bu konstruktor qaytib kelguncha mos yozuvlar konstruktordan chiqarilmasligi kerak.

Tarix

Beri JDK 1.2, Java standart to'plam to'plamini o'z ichiga olgan Java to'plamlari doirasi

Dag Lea, shuningdek, Java to'plamlari doirasini amalga oshirishda ishtirok etgan, bir vaqtning o'zida bir valyutani ishlab chiqdi paket, bir nechta o'xshashlik primitivlari va kollektsiyaga tegishli sinflarning katta batareyasini o'z ichiga oladi.[5] Ushbu ish davom ettirildi va yangilandi JSR 166, Dag Lea raislik qildi.

JDK 5.0 Java o'xshashlik modeliga ko'plab qo'shimchalar va tushuntirishlarni kiritdi. JSR 166 tomonidan ishlab chiqilgan paralellik API-lari birinchi marta JDK tarkibiga kiritilgan. JSR 133 ko'p qirrali / ko'p protsessorli muhitda aniq belgilangan atom operatsiyalarini qo'llab-quvvatladi.

Ikkalasi ham Java SE 6 va Java SE 7 JSR 166 API-larining yangilangan versiyalari hamda bir nechta yangi qo'shimcha API-larni chiqaradi.

Shuningdek qarang

Izohlar

  1. ^ Oracle. "Interface Thread.UncaughtExceptionHandler". Olingan 10 may 2014.
  2. ^ "Silent Thread o'limi qo'llangan istisnolardan". literatejava.com. Olingan 10 may 2014.
  3. ^ Herlihy, Moris va Nir Shavit. "Ko'p protsessorli dasturlash san'ati." PODC. Vol. 6. 2006 yil.
  4. ^ 17.4.4-bo'lim: Sinxronizatsiya tartibi"Java® til spetsifikatsiyasi, Java SE 7 Edition". Oracle korporatsiyasi. 2013. Olingan 2013-05-12.
  5. ^ Dag Lea. "Util.concurrent Release 1.3.4 paketiga umumiy nuqtai".. Olingan 2011-01-01. Eslatma: J2SE 5.0 chiqarilgandan so'ng, ushbu paket texnik xizmat ko'rsatish rejimiga o'tadi: Faqatgina muhim tuzatishlar chiqariladi. J2SE5 to'plami java.util.concurrent ushbu paketdagi asosiy komponentlarning takomillashtirilgan, samaraliroq, standartlashtirilgan versiyalarini o'z ichiga oladi.

Adabiyotlar

Tashqi havolalar