Səviyyə 26. Səviyyə mövzusu üzrə müsahibə suallarına cavablar. Hissə 2. Suallar 6-9, 11-12

6. Cancarenzi nədir?

Paralellik Java-da bir neçə mövzuda işləmək üçün optimallaşdırılmış xüsusi sinifləri ehtiva edən sinif kitabxanasıdır. Bu siniflər paket şəklində toplanır java.util.concurrent. Funksionallığına görə onları sxematik olaraq aşağıdakı kimi bölmək olar: Paralel kolleksiyalarjava.util - paketdən standart universal kolleksiyalardan çox yivli mühitdə daha səmərəli işləyən kolleksiyalar toplusu . Bütün kolleksiyaya girişi bloklayan əsas sarğı əvəzinə Collections.synchronizedListməlumat seqmentlərində kilidlər istifadə olunur və ya gözləməsiz alqoritmlərdən istifadə edərək məlumatların paralel oxunması üçün iş optimallaşdırılır. Queues - çox iş parçacığı dəstəyi ilə bloklanmayan və bloklayan növbələr. Bloklanmayan növbələr, ipləri bloklamadan sürət və işləmə üçün nəzərdə tutulmuşdur. Bloklama növbələri bəzi şərtlər yerinə yetirilmədikdə, məsələn, növbə boş və ya daşdıqda və ya pulsuz "İstehlakçı" olmadıqda "İstehsalçı" və ya "İstehlakçı" mövzularını "yavaşlatmaq" lazım olduqda istifadə olunur. Sinxronizatorlar mövzuları sinxronlaşdırmaq üçün köməkçi proqramlardır. Onlar “paralel” hesablamada güclü silahdırlar. İcraçılar - mövzu hovuzları yaratmaq, asinxron tapşırıqları planlaşdırmaq və nəticələr əldə etmək üçün əla çərçivələri ehtiva edir. Kilidlərsynchronized - əsaslarla müqayisədə alternativ və daha çevik ip sinxronizasiya mexanizmlərini təmsil waitedir notify. Atomika - primitivlər və istinadlar üzərində atom əməliyyatlarını dəstəkləyən siniflər. Mənbə:notifyAll

• java.util.concurrent-ə ümumi baxış.*

7. Kankarensidən hansı sinifləri bilirsiniz?

Bu sualın cavabı bu məqalədə mükəmməl şəkildə ifadə edilmişdir . Bütün bunları burada təkrar çap etməyin mənasını görmürəm, ona görə də yalnız qısaca tanış olmaq şərəfinə nail olduğum siniflərin təsvirini verəcəyəm. ConcurrentHashMap<K, V>Hashtable - və bloklarından synhronizedfərqli olaraq HashMap, məlumatlar açarların heşlərinə bölünmüş seqmentlər şəklində təqdim olunur. Nəticə etibarı ilə verilənlərə tək obyekt deyil, seqmentlər vasitəsilə daxil olur. Bundan əlavə, iteratorlar müəyyən bir müddət üçün məlumatları təmsil edir və atmırlar ConcurrentModificationException. AtomicBoolean, AtomicInteger, AtomicLong, AtomicIntegerArray, AtomicLongArray - Əgər bir sinifdə bir sadə tipli dəyişənə girişi sinxronlaşdırmaq lazımdırsa nə olacaq int? , ilə konstruksiyalardan istifadə edə bilərsiniz synchronizedvə atom əməliyyatlarından istifadə edərkən set/get, volatile. Ancaq yeni dərslərdən istifadə etməklə daha da yaxşısını edə bilərsiniz Atomic*. CAS-ın istifadəsi sayəsində bu siniflərlə əməliyyatlar vasitəsilə sinxronizasiya edildikdən daha sürətli olur synchronized/volatile. Üstəlik, müəyyən miqdarda atom əlavə etmək, həmçinin artırma/azaltma üsulları var.

8. ConcurrentHashMap sinfi necə işləyir?

Tətbiq edilərkən ConcurrentHashMapJava tərtibatçıları aşağıdakı hash xəritəsinin tətbiqinə ehtiyac duydular:

• İp təhlükəsizliyi
• Bütün masaya daxil olarkən heç bir kilid yoxdur
• Oxuma əməliyyatını yerinə yetirərkən masa kilidlərinin olmaması arzu edilir

Əsas həyata keçirmə ideyaları ConcurrentHashMapaşağıdakılardır:

1. Xəritə elementləri

   HashMapElementlərdən fərqli olaraq Entryin ConcurrentHashMapkimi elan edilir volatile. Bu, həm də JMM- dəki dəyişikliklərə görə vacib bir xüsusiyyətdir .

   static final class HashEntry<K, V> {
       final K key;
       final int hash;
       volatile V value;
       final HashEntry<K, V> next;
   
       HashEntry(K key, int hash, HashEntry<K, V> next, V value) {
           this .key = key;
           this .hash = hash;
           this .next = next;
           this .value = value;
        }
   
       @SuppressWarnings("unchecked")
       static final <K, V> HashEntry<K, V>[] newArray(int i) {
           return new HashEntry[i];
       }
   }

2. Hash funksiyası

   ConcurrentHashMaptəkmilləşdirilmiş hashing funksiyasından da istifadə olunur.

   JDK 1.2 -də bunun necə olduğunu xatırlatmağa icazə verin HashMap:

   static int hash(int h) {
       h ^= (h >>> 20) ^ (h >>> 12);
       return h ^ (h >>> 7) ^ (h >>> 4);
   }

   ConcurrentHashMap JDK 1.5 versiyası:

   private static int hash(int h) {
       h += (h << 15) ^ 0xffffcd7d;
       h ^= (h >>> 10);
       h += (h << 3);
       h ^= (h >>> 6);
       h += (h << 2) + (h << 14);
       return h ^ (h >>> 16);
   }

   Niyə hash funksiyasını daha mürəkkəbləşdirməyə ehtiyac var? Hash xəritəsindəki cədvəllərin uzunluğu ikinin gücü ilə müəyyən edilir. İkili təsvirləri aşağı və yüksək mövqedə fərqlənməyən hash kodları üçün toqquşmalarımız olacaq. Hash funksiyasının mürəkkəbliyini artırmaq sadəcə bu problemi həll edir, xəritədə toqquşma ehtimalını azaldır.

3. Seqmentlər

   Xəritə N müxtəlif seqmentə bölünür (standart olaraq 16, maksimum dəyər 16 bit ola bilər və ikinin gücüdür). Hər bir seqment xəritə elementlərinin iplə təhlükəsiz cədvəlidir. Seqmentlərin sayının artırılması modifikasiya əməliyyatlarını birdən çox seqmenti əhatə etməyə təşviq edəcək və icra zamanı bloklanma ehtimalını azaldacaq.

4. ConcurrencyLevel

   Bu parametr yaddaş kartının istifadəsinə və kartdakı seqmentlərin sayına təsir göstərir.

   Seqmentlərin sayı, concurrencyLevel-dən iki böyüklüyün ən yaxın gücü kimi seçiləcək. ConcurrencyLevel səviyyəsinin aşağı salınması mövzuların yazarkən xəritə seqmentlərini bloklamaq ehtimalını artırır. Göstəricinin həddindən artıq qiymətləndirilməsi yaddaşdan səmərəsiz istifadəyə səbəb olur. Yalnız bir mövzu xəritəni dəyişdirəcəksə və qalanları oxuyacaqsa, 1 dəyərindən istifadə etmək tövsiyə olunur.

5. Ümumi

   Beləliklə, əsas üstünlüklər və tətbiq xüsusiyyətləri ConcurrentHashMap:

   • Xəritə oxşar hashmapinterfeysə malikdir
   • Oxuma əməliyyatları kilid tələb etmir və paralel olaraq həyata keçirilir
   • Yazma əməliyyatları çox vaxt bloklanmadan paralel olaraq da yerinə yetirilə bilər
   • Yaradarkən, tələb olunan göstərilir concurrencyLevel, statistika oxunması və yazılması ilə müəyyən edilir
   • valueXəritə elementləri elan edilmiş dəyərə malikdirvolatile
   Mənbə: ConcurrentHashMap necə işləyir

9. Lock sinfi nədir?

Paylaşılan mənbəyə girişi idarə etmək üçün sinxronlaşdırılmış operatora alternativ olaraq kilidlərdən istifadə edə bilərik. Kilidləmə funksiyası paketdədir java.util.concurrent.locks. Birincisi, mövzu paylaşılan mənbəyə daxil olmağa çalışır. Pulsuzdursa, ipə bir kilid qoyulur. İş başa çatdıqdan sonra paylaşılan resursun kilidi buraxılır. Resurs pulsuz deyilsə və artıq kilid yerləşdirilibsə, ip bu kilid buraxılana qədər gözləyir. LockKilid sinifləri aşağıdakı metodları müəyyən edən interfeysi həyata keçirir :

• void lock():kilid alınana qədər gözləyir
• boolean tryLock():kilid əldə etməyə çalışır; əgər kilid əldə edilərsə, doğru qaytarır . Kilid alınmazsa, false qaytarır . Metoddan fərqli olaraq, lock()o, əgər mövcud deyilsə, kilid əldə etməyi gözləmir
• void unlock():kilidi çıxarır
• Condition newCondition():Conditioncari kilidlə əlaqəli olan obyekti qaytarır

Ümumi vəziyyətdə kilidləmənin təşkili olduqca sadədir: kilidi əldə etmək üçün üsul çağırılır lock()və paylaşılan resurslarla işləməyi bitirdikdən sonra unlock()kilidi buraxan üsul çağırılır. Obyekt Conditionbloklamağı idarə etməyə imkan verir. Bir qayda olaraq, kilidlərlə işləmək üçün ReentrantLockpaketdən bir sinif istifadə olunur.Bu java.util.concurrent.locks.sinif interfeysi həyata keçirir Lock. Nümunə olaraq kiçik bir proqramdan istifadə edərək Java Lock API-dən istifadə etməyə baxaq: Beləliklə, deyək ki, Resourceip təhlükəsizliyi tələb olunmayan bir neçə ip üçün təhlükəsiz metod və metodlardan ibarət bir sinifimiz var.

public class Resource {

    public void doSomething(){
        // пусть здесь происходит работа с базой данных
    }

    public void doLogging(){
        // потокобезопасность для логгирования нам не требуется
    }
}

Runnableİndi interfeysi həyata keçirən və sinif metodlarından istifadə edən bir sinif götürək Resource.

public class SynchronizedLockExample implements Runnable{

    // экземпляр класса Resource для работы с методами
    private Resource resource;

    public SynchronizedLockExample(Resource r){
        this.resource = r;
    }

    @Override
    public void run() {
        synchronized (resource) {
            resource.doSomething();
        }
        resource.doLogging();
    }
}

İndi isə yuxarıdakı proqramı synchronized.

import java.util.concurrent.TimeUnit;
import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;

// класс для работы с Lock API. Переписан с приведенной выше программы,
// но уже без использования ключевого слова synchronized
public class ConcurrencyLockExample implements Runnable{

    private Resource resource;
    private Lock lock;

    public ConcurrencyLockExample(Resource r){
        this.resource = r;
        this.lock = new ReentrantLock();
    }

    @Override
    public void run() {
        try {
            // лочим на 10 секунд
            if(lock.tryLock(10, TimeUnit.SECONDS)){
            resource.doSomething();
            }
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }finally{
            //убираем лок
            lock.unlock();
        }
        // Для логгирования не требуется потокобезопасность
        resource.doLogging();
    }

}

Proqramdan göründüyü kimi, tryLock()ipin yalnız müəyyən bir müddət gözlədiyinə əmin olmaq üçün metoddan istifadə edirik. Obyektdə kilid əldə etməzsə, sadəcə daxil olur və çıxır. Başqa bir vacib məqam. Metod istisna atırsa try-finallybelə, kilidin buraxılmasını təmin etmək üçün blokdan istifadə etməlisiniz . Mənbələr:doSomething()

• Kilidlər. ReentrantLock

11. Muteks nədir?

Muteks mövzuları/prosesləri sinxronlaşdırmaq üçün xüsusi obyektdir. Bu, iki dövləti götürə bilər - məşğul və pulsuz. Sadələşdirmək üçün, mutex iki dəyər qəbul edən bir məntiqi dəyişəndir: məşğul (doğru) və pulsuz (yanlış). Bir mövzu obyektin müstəsna sahibliyini istədikdə, mutexini məşğul olaraq qeyd edir və onunla işləməyi bitirdikdə, mutexini pulsuz olaraq qeyd edir. Java-da hər bir obyektə mutex əlavə olunur. Yalnız Java maşınının mutexə birbaşa çıxışı var. Proqramçıdan gizlidir.

12. Monitor nədir?

Monitor xüsusi mexanizmdir (kod parçası) - onunla düzgün işləməyi təmin edən mutex üzərində əlavədir. Axı, obyektin məşğul olduğunu qeyd etmək kifayət deyil, digər mövzuların məşğul obyektdən istifadə etməyə çalışmamasını da təmin etməliyik. Java-da monitor açar sözündən istifadə etməklə həyata keçirilir synchronized. Sinxronlaşdırılmış blok yazdığımız zaman Java kompilyatoru onu üç kod parçası ilə əvəz edir:

1. Blokun əvvəlində synchronizedmutex-i məşğul kimi qeyd edən kod əlavə olunur.
2. Blokun sonunda synchronizedmutexi pulsuz olaraq qeyd edən kod əlavə olunur.
3. Blokdan əvvəl, synchronizedmutexin məşğul olub-olmadığını yoxlayan kod əlavə olunur, sonra ip onun buraxılmasını gözləməlidir.

1-ci hissə