unidad 4 - colecciones e hilos.pdf
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Introducción
• En la presente unidad, se detalla la importancia de las interfaces, su creación y uso.
• Además, se detalla el manejo de errores en Java utilizando los bloques try, catch y finally.
• Finalmente, se revisan las colecciones existentes para albergar objetos en Java.
Objetivos
• Reconocer los tipos de colecciones que existen.
• Utilizar las colecciones para agrupar objetos.
• Escribir hilos.
Índice
• Colecciones
• Hilos
TEMA 1: COLECCIONES
Collection
• Un Collection, llamado también contenedor, es simplemente un objeto que agrupa múltiples elementos en una sola unidad.
• Los Collections son usados para almacenar, recuperar, manipular y trasladar datos.
Map
• Como se puede apreciar en la figura tenemos dos raíces en la jerarquía : Collection y Map.
• Esto es debido a que existe una ligera diferencia de funcionamiento entre ambas, básicamente y sin entrar en detalles podríamos decir que una Collection trabaja sobre conjuntos de elementos singulares mientras que un Map trabaja sobre pares de valores, por lo tanto existen pequeñas diferencias entre los métodos necesarios por unas y otras.
Collection
• Collection. Es la interfase padre.
• Set. Es una colección que no permite elementos duplicados.
• List. Es una colección ordenada (secuencia). Un List puede contener elementos duplicados.
• Queue. Es una colección que trabajo en FIFO.
• Map. Una Colección que tiene keys.
• SortedSet. Es un Set que mantiene sus elementos en orden ascendente.
TEMA 2: HILOS
Introducción
• Todos los programadores están familiarizados con la escritura de programas secuenciales.
• En cambio, los hilos ofrecen la posibilidad de que un solo programa ejecute varias tareas simultáneamente.
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Objetivos:
• Entender el uso de los hilos.
• Conocer las 2 estrategias de creación de hilos.
• Reconocer el código de ejecución de un hilo.
• Conocer los estados de un hilo.
• Entender el cambio de estados de un hilo.
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Índice
• Aplicaciones con un solo hilo de ejecución
• Aplicaciones con hilos (Threads)
• Implementación de hilos ( Threads )
• Organizador de hilos
• La Clase Thread – Ejemplo de un hilo – Por Herencia
– Ejecución de un hilo
• Interfase Runnable– Ejemplo de un hilo – Por Implementación
• Comparación de las estrategias de creación de hilos
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Índice
• Un programa multi-hilos ( MultiThreads )
• Estados de un hilo
• Prioridad en los hilos
• Controlando los hilos
• Hilo en estado de bloqueo
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Aplicaciones con un solo hilo de ejecución
• Los ejemplos vistos hasta el momento han sido desarrollados utilizando un solo hilo de ejecución.
• Una rutina simple define el flujo de la aplicación – El método main
• El tiempo de vida de la aplicación está definido por el método main.
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Aplicaciones con hilos (Threads)
• Java nos permite crear más de un hilo de ejecución.
• Otros hilos pueden ser ejecutados de manera independiente.
• Cada hilo define su propio tiempo de vida.• Cuando un hilo termina, se destruye.
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Implementación de hilos (Threads )
• El soporte de hilos es proporcionado por :– java.lang.Thread ( Class )
– java.lang.Runable ( Interface )
• Los hilos dependen del JVM y del sistema operativo.
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Organizador de hilos
• Existe un Organizador de hilos (Thread scheduler), el cual es parte del JVM o del propio sistema operativo, y su función es decidir qué hilo ejecutar en un momento dado.
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La Clase Thread
• Cada hilo de ejecución es representado por un objeto de tipo Thread.
• Ejemplo:Thread myThread = Thread.currentThread();
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Ejemplo de un hilo – Por Herencia
public class HiloHerencia extends Thread {
public void run() {
for (int i = 0; i < 5; i++) {
System.out.println(i);
}
}
}
public class Test_HiloHerencia {
public static void main(String[] args) {
HiloHerencia h = new HiloHerencia();
h.start();
}
}
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Ejecución de un hilo
• Para ejecutar un hilo se llama a su método start(). Este método registra al hilo en el Organizador de hilos.
• La llamada al método start() no ejecuta al hilo inmediatamente, sólo lo hace elegible para ser ejecutado cuando el Organizador de hilos lo vea conveniente.
• Pero lo que realmente ejecuta el hilo es el código que se encuentra en el método run(). Si se llama directamente al método run() del hilo, entonces no se estará aprovechando la simultaneidad que ofrecen los hilos.
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Ejecución de un hilo
• Cuando el método run() termina de ejecutarse, el hilo ha terminado de ejecutarse y se le considera muerto.
• Una vez que el hilo está muerto no hay forma de re-activarlo.
• El hilo muerto continúa existiendo pero como si fuese cualquier objeto. Se puede acceder a sus datos y métodos.
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Interfase Runnable
• La Clase Thread tiene otro constructor del tipo:public Thread (Runnable myThread)
• Se puede pasar al constructor del Thread cualquier objeto que implemente la interfase Runnable.
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Ejemplo de un hilo – Por Implementación
public class HiloInterfase implements Runnable {
public void run() {
for (int i = 0; i < 5; i++) {
System.out.println(i);
}
}
}
public class Test_HiloInterfase {
public static void main(String[] args) {
HiloInterfase h = new HiloInterfase();
Thread t = new Thread(h);
t.start();
}
}
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Comparación de las estrategias de creación de hilos
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Por Herencia Por Implementacion
Es simple de usar.Ya no es posible usar la herencia.No cumple estrictamente la POO (No cumple “ES UN”).
Es un poco complicado de implementar.Permite heredar de otra Clase que no es Thread.Cumple la POO (“Esta asociado a”).
Un programa multi-hilos ( MultiThreads)
public class Programa_multitarea {
public static void main(String[] args){
//OneThread one = new OneThread();one.start();
TwoThread two = new TwoThread();two.start();
ThreeThread three = new ThreeThread();three.start();
}
}
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Estados de un hilo
• Cuando se llama al método start() el hilo no se ejecuta inmediatamente.
• El Organizador de hilos mueve al hilo al estado EN EJECUCIÓN. Es aquí cuando se ejecuta el método run().
• Un hilo que está EN EJECUCIÓN puede pasar a otros estados, como se ve a continuación.
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Estados de un hilo
• EN EJECUCIÓN (running)
• Existen varios estados de inactividad:– EN REPOSO (sleeping)– BLOQUEADO (blocked)
• LISTO PARA EJECUTAR (ready)
• MUERTO (dead)
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Estados de un hilo
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Prioridad en los hilos
• Cada hilo tiene una prioridad, la cual está definida por un número entero de 1 a 10.
• Esta prioridad es considerada por el Organizador de hilos para decidir que hilo ejecutar.
• El organizador elige el hilo con mayor prioridad.
• Si existen varios hilos en espera, el Organizador elige sólo uno.
• La prioridad por defecto es 5.
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Prioridad en los hilos
• Para modificar la prioridad de un hilo se tiene el método setPriority().
• Para conocer la prioridad actual del hilo se tiene el método getPriority().
int priorityOld = myThread.getPriority();
int priorityNew = Math.min(priorityOld +1, Thread.MAX_PRIORITY);
myThread.setPriority(priorityNew );
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Controlando los hilos
• El control de los hilos es el arte de moverlos de un estado a otro.
• Los siguientes métodos nos ayudan al control:– yield();– sleep();
• También existe un estado de bloqueo.
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yield()
• Una llamada al método yield() causa que el hilo actual que está en ejecución se mueva al estado READY. Entonces el Organizador de hilos moverá otro hilo al estado RUNNING. Con esto se permite ejecutar un hilo en reemplazo de otro.
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sleep()
• Un hilo que es mandado a dormir pasa el tiempo sin hacer nada y sin usar el CPU. El método sleep() tiene 2 implementaciones:– sleep(long milisegundos)
– sleep(long milisegundos, int nanosegundos)
• Del gráfico se ve que un hilo cuando deja de dormir no continúa su ejecución inmediatamente. Depende del Organizador de hilos.
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Hilo en estado de bloqueo
• Los métodos que ejecutan operaciones de entrada y salida tienen que esperar a factores externos para que puedan proceder. Por ejemplo, la conexión a un servidor:try { Socket sock = new Socket(“192.168.1.2”,
5505); InputStream istr = sock.getInputStream(); int b = istr.read();}
• El bloqueo se da cuando el hilo tiene que esperar una indeterminada cantidad de tiempo.
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