Владимир Цишевский - Java как центр архипелага

риантов решения задачи "производитель/потребитель". Он заимст-

вован из письма, которое написал Mark Tillotson в группу сете-

вых новостей comp.lang.java.

class my_producer extends Thread

{

int items_to_do ;

my_buffer the_buffer ;

my_producer (my_buffer buf, int count)

{ super() ;

the_buffer = buf ;

items_to_do = count ;

}

public void run ()

{

while (items_to_do > 0)

{ System.out.println ("producer to_do = " + items_to_do) ;

Integer item = new Integer (items_to_do*items_to_do) ;

the_buffer.insert (item) ;

items_to_do-- ;

}

System.out.println ("producer exiting") ;

}

}

Данный производитель помещает в буфер квадраты целых чисел.

В приведенном простом примере класс my_producer является нас-

ледником класса Thread, что делает его потоком с последователь-

ностью действий, заданной методом run(). В реальных программах,

как правило, об®ект должен наследовать у какого-либо предшест-

венника содержательные свойства, а возможность паралелльного

выполнения ему предоставляется интерфейсом ъunnable. Этот ин-

терфейс содержит единственный метод - run(). Пример.

1 class SomethingToъun extends Baseъunner implements ъunnable {

2 private Thread aThread;

3 public void run () {

// выполняемые действия

. . .

4 }

5 SomethingToъun () {

6 aThread = new Thread (this);

7 aTread.start ();

8 }

9 }

В строке 6 создается новый поток. Аргументом конструктора явля-

ется обект класса SomethingToъun, а, значит, последовательность

выполняемых действий потока будет определяться методом run()

этого класса. Вызов метода start() в строке 7 ставит поток в

очередь готовых для выполнения.

4.1.6.2. Средства синхронизации потоков

Как и во всякой многопроцессной или многопотоковой среде, в

Java существует проблема синхронизации доступа к разделяемым

ресурсам. Примером такого ресурса является буфер в задаче "про-

изводитель/потребитель".

Для опытных программистов отметим, что модель синхронизации,

принятая в языке Java, опирается на концепцию монитора, предло-

женную в 70-е годы Бринк-Хансеном.

В Java-программах можно выделять критические интервалы, которые

обозначаются ключевым словом synchronized. Если критическим ин-

тервалом является метод, спецификатор synchronized помещается в

его (метода) заголовок. Для превращения произвольной инструкции

(обычно это блок) в критический интервал служит конструкция

synchronized (выражение) инструкция;

где результатом выражения должен быть об®ект или массив.

Выполнение критического интервала начинается только после полу-

чения потоком монопольного доступа к соответствующему об®екту.

До наступления этого момента поток блокируется.

Вызов wait() внутри критического интервала приводит к тому, что

текущий поток уступает монопольное право на критический интер-

вал и приостанавливается до тех пор, пока из какого-либо друго-

го потока не будет сделан вызов notify() или notifyAll(). Хоро-

шей иллюстрацией использования средств синхронизации потоков

является упоминавшаяся выше программа Марка Тиллотсона.

class my_buffer

{

Object [] vec = new Object [8] ;

int ip = 0 ;

int ep = 0 ;

synchronized void insert (Object item)

{

do

{

if (ip-ep < 8)

{ vec [(ip++) & 7] = item ;

if (ip-ep == 1) notify () ; // Уведомить, если буфер был пуст

return ;

}

try wait () ; catch (InterruptedException e) ;

} while (true) ;

}

synchronized Object extract ()

{

do

{

if (ip > ep)

{ Object result = vec [(ep++) & 7] ;

if (ip-ep == 7) notify(); // Уведомить, если буфер был полон

return result ;

}

try wait () ; catch (InterruptedException e) ;

} while (true) ;

}

}

class my_producer extends Thread

{

int items_to_do ;

my_buffer the_buffer ;

my_producer (my_buffer buf, int count)

{ super() ;

the_buffer = buf ;

items_to_do = count ;

}

public void run ()

{

while (items_to_do > 0)

{ System.out.println ("producer to_do = " + items_to_do) ;

Integer item = new Integer (items_to_do*items_to_do) ;

the_buffer.insert (item) ;

items_to_do-- ;

}

System.out.println ("Производитель заканчивает работу") ;

}

}

class my_consumer extends Thread

{

int items_to_do ;

my_buffer the_buffer ;

my_consumer (my_buffer buf, int count)

{ super() ;

the_buffer = buf ;

items_to_do = count ;

}

public void run ()

{

while (items_to_do > 0)

{ System.out.println ("consumer to_do = " + items_to_do) ;

Object item = the_buffer.extract () ;

System.out.println ("consumer got " + item) ;

items_to_do-- ;

}

System.out.println ("Потребитель заканчивает работу") ;

synchronized (this){

notify () ; // Посылаем уведомление о завершении работы

// (см. con.wait() в main())

}

}

}

public class threaded3

{

public static void main (String [] args) throws InterruptedException

{

my_buffer the_buffer = new my_buffer () ;

my_producer prod = new my_producer (the_buffer, 40) ;

my_consumer con = new my_consumer (the_buffer, 40) ;

Thread.currentThread().setPriority (5) ;

prod.setPriority (4) ; // Производитель получает более высокий приоритет

con.setPriority (3) ; // по сравнению с потребителем

prod.start() ;

con.start() ;

synchronized (con)

{

con.wait() ; // Ждем уведомления от производителя об окончании

// его работы

}

System.out.println ("Производитель и потребитель закончили работу") ;

}

}

Приведенная программа написана в очень хорошем, понятном стиле.

Мы прокомментируем лишь один момент. В методах insert() и

extract() класса my_buffer вызов wait() содержится внутри бес-

конечного цикла. Дело в том, что вызов notify() относится к об-

®екту в целом. "Разбуженный" об®ект должен проанализировать

свое состояние и решить, что делать дальше. Так, если "заснул"

метод insert(), то после возобновления работы необходимо прове-

рить, что буфер уже не полон и добавление нового элемента стало

возможным. Если это не так, метод insert() заснет вновь.

* 4.2. Технология Java

4.2.1. Технологический цикл обработки Java-программ

В принципе, технологический цикл подготовки, трансляции, редак-

тирования внешних связей, тестирования, отладки и выполнения

Java-программ тот же, что и для других интерпретируемых языков

программирования, но с одним существенным отличием - при редак-

тировании внешних связей требуемые компоненты могут доставлять-

ся по сети (рис. xxx).

Рис. xxx. Технологический цикл Java-программы

Важно отметить, однако, что Java-программы могут представать

как бы в двух ипостасях - как самостоятельное приложение и как

аплет, то есть совокупность об®ектов, выполняющихся в среде

WWW-навигатора.

С точки зрения программиста, аплет и приложение отличаются в

первую очередь точками входа и жизненным циклом.

Приложение в качестве точки входа имеет метод

public static void main (String args[]);

этот метод должен быть определен в том public-классе, который содержится в

файле, выполняемом виртуальной Java-машиной.

В параметр args передается массив строк - параметров командной строки.

Пример: программа, печатающая свои аргументы

public class myTop {

public static void main (String args[]){

int argc = args.length;

for (int i = 0; i < argc; i++)

System.out.println (argc[i]);

}

}

Аплет выполняется в контексте навигатора и его жизненный цикл

определяется следующими методами класса Applet:

public void init () вызывается навигатором при загрузка аплета;

public void start (); вызывается навигатором при показе страницы;

public void stop (); вызывается навигатором, когда тот уходит с Web-страницы;

public void destroy (); этот метод предназначен для освобожденя