Cours de Threads en Java PDF

Partie 3 Chapitre 7 Les threads en Java Prof. Essaid EL BACHARI Laboratoire Ingénierie des Systèmes Informatiques Département d’Informatique - Faculté des Sciences Semlalia Université Cadi Ayyad Marrakech...

Partie 3 Chapitre 7 Les threads en Java Prof. Essaid EL BACHARI Laboratoire Ingénierie des Systèmes Informatiques Département d’Informatique - Faculté des Sciences Semlalia Université Cadi Ayyad Marrakech 1  Plan ❑ Concurrence vs. Parallélisme ❑ Implémentation du thread ❑ Cycle de vie ❑ Concurrence d’accès 2  Muti-tâches ❑ Multi-tâches : exécution de plusieurs processus simultanément. o Un processus est un programme en cours d'exécution. o Le OS distribue le temps CPU entre les processus ❑ Un processus peut être dans différents états. o En exécution (running) : il utilise le processeur o Prêt : le processus est prêt à s'exécuter, mais n'a pas le processeur (occupé par un autre processus en exécution) o Bloqué 3  Parallélisme ❑ Parallélisme : Exécuter plusieurs tâches à un ordinateur avec plusieurs processeurs. ❑ Si l’ordinateur possède moins de processeurs que de processus à exécuter : o Division du temps d’utilisation du processeur en tranches de temps (Time slice) o Attribution des tranches de temps à chacune des tâches de façon telle qu’on ait l’impression que les tâches se déroulent en parallèle (pseudo-parallélisme) o Les OS modernes gèrent le Muti-tâches et le Parallélisme 4  Concurrence vs. Parallélisme CPU CPU1 CPU2 5  Qu'est ce qu'un thread ❑ Les threads sont différents des processus : o ils partagent code, données et ressources : « processus légers » o mais peuvent disposer de leurs propres données. o ils peuvent s’exécuter en "parallèle" ❑ Avantages : o légèreté grâce au partage des données o meilleures performances au lancement et en exécution o partage les ressources système (pratique pour les I/O) ❑ Utilité : o puissance de la modélisation : un monde multithread o puissance d’exécution : paralèllisme o simplicité d’utilisation : c’est un objet Java (java.lang) 6  Threads vs. Processus CPU main run Process 1 Process 2 Process 3 Process 4 GC 7  Pour créer des Threads… Deux méthodes, un point commun : « écrire une méthode run() qui fait ce que doit faire le thread. » o Méthode 1 : Dériver une classe de Thread. o Méthode 2 : implémenter l’interface Runnable.  L’interface Runnable interface Runnable { public abstract void run() ; } ❑ Un objet « runnable » est un objet que l’on peut lancer en faisant run()…  La classe Thread public class Thread implements Runnable { public static final int MAX_PRIORITY, MIN _PRIORITY, NORM _PRIORITY; public Thread(); public Thread(String name); … public static Thread currentThread(); public static void sleep(long millis); // arrête le thread pour un millis seconde public static void wait(); //arrête le thread en attendant une notification public static void notify(); // notification des threads en attentes par wait public static void suspend(); public static void resume(); … public static void start(); public static void stop(); public static void run(); … }  Dériver une classe de Thread public class SimpleThread extends Thread { public void run() { //code exécuté dans un processus propre } Partie Utile SimpleThread unSimpleThread = new SimpleThread(); unSimpleThread.start(); Implémenter l’interface Runnable public class Clock implements Runnable { public void run() { while(true){ …} } Partie Utile Clock uneClock = new Clock(); Thread thread = new Thread(uneClock); thread.start(); … Cible Runnable  Quelle technique choisir ? Avantages Inconvénients Chaque thread a ses On ne peut plus extends Thread données qui lui sont hériter d'une autre propres. classe. L'héritage reste Les attributs de votre possible. En effet, on classe sont partagés implements peut implémenter pour tous les threads Runnable autant d'interfaces que qui y sont basés. Dans l'on souhaite. certains cas, il peut s'avérer que cela soit un atout.  Gestion des threads ❑ Cycle de vie d'un thread  Démarrage, suspension, reprise et arrêt d'un thread. ❑ public void start() : Permet de démarrer un thread. ❑ public void suspend() : Arrête temporairement un thread en cours d'exécution. ❑ public void resume() : Relance l'exécution d'un thread, mis en pause via suspend. Attention, le thread ne reprend pas au début du run, mais continue son job ❑ public void stop() : Stoppe de manière définitive, l'exécution du thread. Aussi lors de la sortie de la méthode run.  Ordonnancement des threads ❑ Chaque thread possède une priorité : Trois constantes de la classe Thread pour définir les priorités : o MAX_PRIORITY : niveau de priorité maximal possible (10) o MIN_PRIORITY : niveau de priorité minimal possible (1) o NORM_PRIORITY : niveau de priorité par défaut (5) main thread est créé avec une priorité NORM_PRIORITY  Concurrence d’accès Problème int k = 0; Thread #1: Thread #2: k = k + 1; System.out.print(k); Quelle sera la valeur affiché par k? Exemple trivial à un problème difficile 17  Concurrence d’accès Problème : espace de travail commun, pas de "mémoire privée" pour chaque thread : – inconvénient : accès simultané à une même ressource. – Il faut garantir l’accès exclusif à un objet pendant l’exécution d’une ou plusieurs instructions Pour se faire : le mot-clé synchronized permet de gérer les concurrence d’accès : – d’une méthode – d’un objet – ou d’une instruction (ou18 d’un bloc)  Les vérrous et les objets ❑ Tout objet possède un vérrou, et ce vérrou n'a qu'une clé. ❑ Lorsqu'un thread veut entrer dans une méthodesynchronisée, il doit obtenir la clé de l'objet. Si la clé est disponible, i.e. aucun autre thread ne la détient, le thread prend la clé et entre dans la méthode. Dès lors le thread gardera la clé tant qu'il n'aura pas terminé la méthode synchronisée. ❑Si la clé de l'objet n'est pas disponible, aucun thread ne peut entrer dans une méthode synchronisée de cet objet. 19  Concurrence d’accès public class MyThread implements Runnable{ String number; public MyThread(String number){ this.number=number; } public void run(){ synchronized(this){ int i; for(i=0;i