Hej! Først og fremmest, tillykke: du er nået til emnet Multithreading i Java! Dette er en seriøs præstation - du er nået langt. Men forbered dig selv: dette er et af de sværeste emner på kurset. Og det er ikke fordi vi bruger komplekse klasser eller mange metoder her: faktisk vil vi bruge mindre end tyve. Det er mere, at du bliver nødt til at ændre den måde, du tænker lidt på. Tidligere er dine programmer blevet eksekveret sekventielt. Nogle linjer kode kom efter andre, nogle metoder kom efter andre, og alt var grundlæggende klart. Først beregnede vi noget, viste derefter resultatet på konsollen, og derefter sluttede programmet. For at forstå multithreading er det bedre at tænke i parallelitet. Lad os starte med noget ganske simpelt: ) Forestil dig, at din familie flytter fra et hus til et andet. At samle alle dine bøger vil være en vigtig del af flytningen. Du har samlet en masse bøger, og du skal lægge dem i kasser. I øjeblikket er du den eneste ledige. Mor laver mad, bror pakker tøj, og søster gik i butikken. Alene kan du klare dig på en eller anden måde. Før eller siden vil du selv løse opgaven, men det vil tage meget tid. Din søster kommer dog tilbage fra butikken om 20 minutter, og hun har ikke andet at lave. Så hun kan slutte sig til dig. Opgaven har ikke ændret sig: læg bøger i kasser. Men det bliver udført dobbelt så hurtigt. Hvorfor? For arbejdet foregår sideløbende. To forskellige 'tråde' (dig og din søster) udfører den samme opgave samtidigt. Og hvis intet ændrer sig, så vil der være en kæmpe tidsforskel i forhold til situationen, hvor du gør alting selv. Hvis bror snart er færdig med sit job, kan han hjælpe dig, og tingene vil gå endnu hurtigere.
![Multithreading i Java: hvad det er, dets fordele og almindelige faldgruber - 4]()
Forestil dig, at Tråd-1 interagerer med noget Objekt-1, og at Tråd-2 interagerer med Objekt-2. Desuden er programmet skrevet således, at:
![Multithreading i Java: hvad det er, dets fordele og almindelige faldgruber - 6]()
'Java Concurrency in Practice' blev skrevet i 2006, men har ikke mistet sin relevans. Den er dedikeret til multithreaded Java-programmering - fra det grundlæggende til de mest almindelige fejl og antimønstre. Hvis du en dag beslutter dig for at blive en multithreading-guru, er denne bog et must-read. Vi ses i de næste lektioner! :)
Problemer løst ved multithreading
Multithreading blev faktisk opfundet for at nå to vigtige mål:-
Gør flere ting på samme tid.
I eksemplet ovenfor udførte forskellige tråde (familiemedlemmer) flere handlinger parallelt: de vaskede op, gik i butikken og pakkede ting.
Vi kan tilbyde et eksempel, der er tættere relateret til programmering. Antag, at du har et program med en brugergrænseflade. Når du klikker på 'Fortsæt' i programmet, skulle der ske nogle beregninger, og brugeren skulle se følgende skærmbillede. Hvis disse handlinger blev udført sekventielt, ville programmet bare hænge, efter at brugeren har klikket på knappen 'Fortsæt'. Brugeren vil se skærmen med knappen 'Fortsæt', indtil programmet udfører alle interne beregninger og når den del, hvor brugergrænsefladen er opdateret.
Nå, jeg tror, vi venter et par minutter!
![Multithreading i Java: hvad det er, dets fordele og almindelige faldgruber - 3]()
Eller vi kunne omarbejde vores program, eller, som programmører siger, 'parallelle' det. Lad os udføre vores beregninger på en tråd og tegne brugergrænsefladen på en anden. De fleste computere har ressourcer nok til at gøre dette. Hvis vi tager denne rute, så fryser programmet ikke fast, og brugeren vil bevæge sig jævnt mellem skærme uden at bekymre sig om, hvad der sker indeni. Det ene forstyrrer ikke det andet :)
-
Udfør beregninger hurtigere.
Alt er meget enklere her. Hvis vores processor har flere kerner, og det har de fleste processorer i dag, så kan flere kerner håndtere vores liste over opgaver parallelt. Det er klart, at hvis vi skal udføre 1000 opgaver og hver tager et sekund, kan en kerne afslutte listen på 1000 sekunder, to kerner på 500 sekunder, tre på lidt mere end 333 sekunder osv.
public class MyFirstThread extends Thread {
@Override
public void run() {
System.out.println("I'm Thread! My name is " + getName());
}
}
public class Main {
public static void main(String[] args) {
for (int i = 0; i < 10; i++) {
MyFirstThread thread = new MyFirstThread();
thread.start();
}
}
}
Problemer skabt af multithreading
I vores eksempel med bøger så du, at multithreading løser meget vigtige opgaver og kan gøre vores programmer hurtigere. Ofte mange gange hurtigere. Men multithreading anses for at være et vanskeligt emne. Faktisk, hvis det bruges forkert, skaber det problemer i stedet for at løse dem. Når jeg siger 'skaber problemer', mener jeg ikke i en eller anden abstrakt forstand. Der er to specifikke problemer, som multithreading kan skabe: dødvande og racerforhold. Deadlock er en situation, hvor flere tråde venter på ressourcer, der holdes af hinanden, og ingen af dem kan fortsætte med at køre. Vi vil tale mere om det i de efterfølgende lektioner. Følgende eksempel vil være tilstrækkeligt for nu:
Forestil dig, at Tråd-1 interagerer med noget Objekt-1, og at Tråd-2 interagerer med Objekt-2. Desuden er programmet skrevet således, at:
- Tråd-1 stopper med at interagere med Objekt-1 og skifter til Objekt-2, så snart Tråd-2 stopper med at interagere med Objekt-2 og skifter til Objekt-1.
- Tråd-2 stopper med at interagere med Objekt-2 og skifter til Objekt-1, så snart Tråd-1 stopper med at interagere med Objekt-1 og skifter til Objekt-2.
public class MyFirstThread extends Thread {
@Override
public void run() {
System.out.println("Thread executed: " + getName());
}
}
public class Main {
public static void main(String[] args) {
for (int i = 0; i < 10; i++) {
MyFirstThread thread = new MyFirstThread();
thread.start();
}
}
}
'Java Concurrency in Practice' blev skrevet i 2006, men har ikke mistet sin relevans. Den er dedikeret til multithreaded Java-programmering - fra det grundlæggende til de mest almindelige fejl og antimønstre. Hvis du en dag beslutter dig for at blive en multithreading-guru, er denne bog et must-read. Vi ses i de næste lektioner! :)
GO TO FULL VERSION