Multithreading. Multithreading/2

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1 Multithreading Osservazioni su EchoServer Programmazione TCP in Java EchoServer ed EchoClient Uso del multithreading nella programmazione di rete ChatClient e ChatServer Esempio di Web server(?) Multithreading/2 Più richieste servite simultaneamente > 1 thread per ogni connessione client (+ 1 thread per accettare nuove richieste). while (true) { accept a connection ; create a thread to deal with the client ;

2 Multithreading/3 Thread: flusso sequenziale di controllo all interno di un programma. Es.: Web server Thread in Java Due modi per implementare un thread Usare l interfaccia Runnable (?! non c è ereditarietà multipla in Java ) Estendere la classe Thread L interfaccia Runnable prevede il solo metodo public abstract void run() Il metodo run() contiene il codice che il thread deve eseguire)

3 Funzionamento generale... myclass myobject =... Thread mythread = new Thread(myObject); mythread.start(); In questo caso start() chiama il metodo run() di myobject public myclass implements Runnable {... public void run() { /* Codice che va eseguito in parallelo */ Esempio class myrunnable implements Runnable { private String nomethread; public myrunnable(string str) { nomethread = str; public void run() { for (int i = 0; i < 10; i++) System.out.println(i + " " + nomethread); for (int i = 0; i < (long)(math.random() * 1000); i++); System.out.println("DONE! " + nomethread); public class provathread { public static void main (String[] args) { new Thread(new myrunnable("jamaica")).start(); new Thread(new myrunnable("fiji")).start();

4 Estensione di Thread Thread implementa Runnable In questo caso, il metodo start() esegue il metodo run() di myclass public myclass extends Thread { public void run() { /* Codice che va eseguito in parallelo */ (new myclass()).start(); class mythread extends Thread { public mythread(string str) { super(str); Esempio public void run() { for (int i = 0; i < 10; i++) System.out.println(i + this.getname()); for (int i = 0; i < (long)(math.random() * 1000); i++); System.out.println("DONE! " + this.getname()); public class provamythread { public static void main (String[] args) { new mythread("jamaica").start(); new mythread("fiji").start();

5 Riassumendo... Se creo una classe Runnable allora: Il metodo run() della classe implementa il codice da eseguire in parallelo Il thread a cui passo l oggetto Runnable come argomento del costruttore esegue il metodo run() di quest ultimo (quando invoco start()) Se estendo la classe Thread: Devo implementare il metodo run() (ereditato da Thread) Quando invoco start(), l oggetto thread esegue il proprio metodo run() Costruttori Classe Thread Thread(String name); questo costruttore va usato quando si estende Thread Thread(Runnable target, String name) Thread(Runnable target))

6 Classe Thread/2 Alcuni metodi: static Thread currentthread(): restituisce un puntatore all oggetto thread in esecuzione static void sleep(long millis): il thread in esecuzione dorme per il no. di msec specificato static void yield(): interrompe l esecuzione del thread corrente. Java non garantisce la preemption Altri metodi: Classe Thread/3 void run(): se il thread è stato costruito passando un oggetto Runnable allora esegue il metodo run() di quest ultimo. Altrimenti ritorna void start(): inizia l esecuzione del thread. La JVM invoca il metodo run() dell oggetto Thread void setpriority(): modifica la priorità del thread

7 Priorità e preemption Java non garantisce la preemption Lo scheduling avviene in base all algortimo Highest Priority First Un thread interrompe l esecuzione se: Esce dal proprio metodo run() Si sospende invocando sleep(), wait() oppure è in attesa di I/O Cede la CPU invocando yield() Entra nel sistema un thread a priorità maggiore Stati di un thread

8 Server Echo multithreaded (1/4) import java.net.*; import java.io.*; public class EchoServer3 extends Thread { Socket clientsocket; public EchoServer3(String str, Socket client) { super(str); clientsocket = client; 1. Costruttore: accetta oggetto Socket come parametro. Si tratta del socket restituito da accept() Server Echo multithreaded (2/4) public void run() { try { PrintWriter out = new PrintWriter(clientSocket.getOutputStream(), true); BufferedReader in = new BufferedReader(new InputStreamReader(clientSocket.getInputStream()));; String inputline; while ((inputline = in.readline())!= null) { 2. Codice da eseguire in parallelo, per ogni connessione out.println(inputline); if (inputline.equals("bye.")) break;

9 Server Echo multithreaded (3/4) out.close(); in.close(); clientsocket.close(); catch (IOException e) { 3. Chiusura socket (non serversocket!!) e gestione delle eccezioni Server Echo multithreaded (4/4) public static void main(string[] args) throws IOException { ServerSocket serversocket = null; try { serversocket = new ServerSocket(4444); System.out.println("Server is coming up..."); catch (IOException e) { System.err.println("Could not listen on port: 4444."); System.exit(1); while (true) { Socket clientsocket = null; try { clientsocket = serversocket.accept(); catch (IOException e) { new EchoServer3("Echo server", clientsocket).start();

10 Balance = 15; Sincronizzazione if (Balance 10 >= 0) Balance -= 10; Thread1 If( ) Balance -=10 Thread2 If( ) Balance -=10 Balance !! Sincronizzazione/1 1. Uso di blocchi synchronized 2. Uso dei metodi wait() e notify() (appartengono alla classe Object) Noi vediamo synchronized

11 Sincronizzazione/2 E necessario che un solo thread alla volta possa eseguire il blocco di codice Ciò può essere dichiarato con la sintassi seguente: synchronized ((Integer) Balance) { if (Balance 10 >= 0) Balance -= 10; Sincronizzazione/3 Il thread che esegue per primo l istruzione synchronized acquisisce il controllo (lock) dell oggetto Balance Il lock è rilasciato all uscita del blocco Nessun altro thread può eseguire istruzioni del blocco senza aver prima acquisito il lock sull oggetto

12 Sincronizzazione/4 Si possono dichiarare metodi synchronized (anche statici) class myclass { private int myvar;... public synchronized void mymethod(int newval) { myvar = newval; Solo un thread alla volta può modificare myvar (quello che ottiene il lock sull oggetto di tipo myclass) Esempio da sincronizzare class provabalance { public int balance = 15; class provathread extends Thread { provabalance mybal; int delay; public provathread(provabalance Bal, int delay) { this.delay = delay; mybal = Bal;

13 Esempio da sincronizzare/2 public void run() { try { if (mybal.balance - 10 >= 0) { this.sleep(delay); mybal.balance -= 10; System.out.println(myBal.balance); catch (InterruptedException e) { Esempio da sincronizzare/3 public class provasin { public static void main(string args[]) { provabalance mybalance = new provabalance(); provathread T1 = new provathread(mybalance, 1000); T1.start(); provathread T2 = new provathread(mybalance, 100); T2.start();

14 Classe Vector Classe java.util.vector Implementa array la cui dimensione può variare dinamicamente nel tempo Struttura dati sincronizzata: l accesso ai campi o ai metodi di un oggetto Vector può essere effettuato da un solo thread alla volta Costruttori più importanti: public Vector(int initialcapacity) public Vector() Classe Vector/2 Metodi più importanti: public void add(int index, Object element) public void addelement(object obj) public Object elementat(int index) public Object firstelement() public int size() public Object lastelement() public void insertelementat(object obj, int index); come add(int index, Object element) public Object remove(int index) public boolean remove(object o)

15 Chat Si ha un server in ascolto sulla porta 4444 Quando un client richiede la connessione, il server risponde con: Connessione accettata. Nome: Il client deve rispondere con lo user name A questo punto ha inizio la comunicazione Chat/2 Funzionamento del client (invio): Legge una stringa dallo standard I/O Invia la stringa letta al server Funzionamento del client (ricezione): Se il messaggio ricevuto dal server è "Closing connection... allora il client deve chiudere la connessione Altrimenti, stampa il messaggio Chiusura della connessione (client): Avviene quando viene letto Bye. dallo standard I/O Il server risponde con Closing connection... Alla ricezione di questo messaggio il client deve abbattere la connessione

16 Chat/3 Funzionamento del server (nuova connessione): Il server risponde con il messaggio "Connessione accettata. Nome utente: Il server attende che il client risponda con il nome del nuovo utente Funzionamento del server (ricezione): Un messaggio ricevuto da un client è spedito in broadcast a tutti i client connessi Formato del messaggio trasmesso: Verso il client da cui proviene l originale (eco): il messaggio è uguale a quello ricevuto Verso gli altri client: > Da <Nome>: <Messaggio> Chat/4 Funzionamento del server (abbattimento di connessione): Avviene quando il messaggio ricevuto è Bye. Il server: 1. Risponde in broadcast con "leaving chat... (stesse modalità di prima) 2. Risponde (solo al clienet che chiude la connessione) con "Closing connection... Dopo aver fatto quanto sopra, il server chiude la propria estremità della connessione