java thread scheduling jin zhou proseminar java thread scheduling november 2000

Java Thread Scheduling

Jin Zhou

Proseminar

Java Thread SchedulingNovember 2000

Der Inhalt:

•Ein Übersicht über Java Scheduling

•Wann ist Scheduling wichtig

•Scheduling mit Thread Prioritäten



Ein Übersicht über Java SchedulingDas erste Beispiel:class TestThread extends Thread{

String id;public TestThread (String s){

id = s;}public void doCalc(int i){}public void run(){for(int i = 0; i < 10; i ++){

doCalc(i);System.out.println(id);}

}}

TestThread.java


Ein Übersicht über Java SchedulingTest.java public class Test{

public static void main(String args[]){TestThread t1,t2,t3;t1 = new TestThread (“Thread 1”);t1.start();t2 = new TestThread (“Thread 2”);t2.start();t3 = new TestThread (“Thread 3”);t3.start();

}}

Ein Übersicht über Java Scheduling


Der jetzige Ausdruck:

Thread1...

Thread1Thread2

...Thread2Thread3

...Thread3

Aber wir wollen z.B.:

Thread1Thread2Thread2Thread3Thread1Thread2Thread3Thread3

…


Ein Übersicht über Java SchedulingDie vier Zuständen von Threads

• Initial• Runnable(currently running thread)• Blocked• Exiting



Priorität von Thread:

•Jeder Thread im Java-Programm hat eine Priorität, die durch eine positive Ganzzahl dargestellt wird.

•Der momentan laufende Thread hat die höchste Priorität von allen Threads ,die runnable sind. (a priority-based scheduler)


November 2000

Ein Übersicht über Java SchedulingScheduling Beispiel: Threads mit verschidenen Prioritäten

public class SchedulingExample implements Runnable{public static void main(String args[]){

Thread calcThread = new Thread(this); calcThread.setPriority(4); calcThread.start();AsyncReadSocket reader = new AsyncReadSocke

t( new Socket(host, port));

reader. setPriority(6); reader.start();}

public void run(){doCalc();

}}


November 2000


Th

read

s

Default(5)

calcThread(4)

Reader(6)

KEY

Currently Running Thread

Waiting for CPU

Blocked

T1 T2 T6

T3 T4 T5

Time


Ein Übersicht über Java Scheduling Scheduling Threads mit gleicher Priorität

Th

read

s

Default(5)

calcThread (5)

Reader(6)

KEY

Currently Running Thread

Waiting for CPU

Blocked

T2 T3

T7

T4 T5 T6

Time



T2: Priorität 5: Default -> calcThread -> NullPriorität 6: Null Blocked: Null

Priorität 5: calcThread -> Default -> NullPriorität 6: reader -> Null Blocked: Null

Priorität 5: calcThread -> Default -> NullPriorität 6: Null Blocked: reader -> Null

T3:

T4:

Scheduling Threads mit gleicher Priorität

Ein Übersicht über Java SchedulingPriorität Inversion

Thread 2 Thread 8

synchronized


T1: Priorität 2: Thread 2 -> NullPriorität 8: Null Blocked: Thread 8

T2: Priorität 2: Thread 2 -> NullPriorität 8: Null Blocked: Thread 8

Ein Übersicht über Java SchedulingPriorität Vererbung

Thread 2 Thread 8 Thread 5

synchronized


T1: Priorität 2: Thread 2 -> NullPriorität 5: NullPriorität 8: Null Blocked: Thread 5 -> Thread 8 -> Null



Priorität 2: Thread 2 -> NullPriorität 5: Thread 5 -> NullPriorität 8: Null Blocked: Thread 8 -> Null

T2: Priorität 2: NullPriorität 5: Thread 5 -> NullPriorität 8: Thread 2 -> Null Blocked: Thread 8 -> Null

T3:

Priorität 2: Thread 2 -> NullPriorität 5: Thread 5 -> NullPriorität 8: Thread 8 -> Null Blocked: Null

T4:

Ein Übersicht über Java SchedulingRound-Robin Scheduling • Auf der Maschine mit Round-Robin

Scheduling läuft ein Thread nur für eine gewisse Zeitspanne. Und wird dann zum Ende der Prioritätliste angefügt.

• Auf der Maschine ohne Round-Robin Scheduling läuft der currently running thread immer, bis er blockiert wird oder ein Thread mit höherer Priorität ausführbar wird.



Wann ist Scheduling wichtigWann interessieren wir uns für das Scheduling?Nur wenn folgende erfüllt sind:

•Es gibt ein oder mehr CPU-intensive Threads in einem Programm

und entweder •Zwischenergebnisse der Kalkulationen sind

interessantoder•Die Threads führen keine gemeinschaftliche

Aufgabe durch.

Wann ist Scheduling wichtig


Threads 1 Threads nThreads 2 ……

Beispiel:

(Priorität 5)

Applet

Programm

Button

Fenster

(Priorität 6)


Round-Robin Scheduling und „ Gerechtichkeit“ 1. Zwischenergebnisse wichtig:

das Round-Robin Scheduling am gerechtesten.

2. Endergebnisse wichtig: das Round-Robin Scheduling auf der

Maschine mit einer CPU nicht am besten.3. Auf Maschinen mit mehreren CPUs : das Round-Robin Scheduling ist oft besser

als anderes Scheduling.



Beispiel zu “Gerechtichkeit” (Maschine mit einer CPU)

CalcServer

Client 1 Client 2 Client 3 Client 4 Client 5

Je 5 Sekunden



Ohne Round-Robin Scheduling:

CalcServer


5 s 10 s 15 s 20 s 25 s

Insgesamt 25 Sekunden



Mit Round-Robin Scheduling: (die Zeitspannung ist 2.5s)

CalcServer


2.5 s 5 s 7.5 s 10 s 12.5 s



15 s 17.5 s 20 s 22.5 s 25 s


Beispiel zu “Gerechtichkeit” (Mehr-CPU-Maschine)

CalcServer 1


Je 5 Sekunden

CalcServer 3

CalcServer 2

CalcServer 4


CalcServer 1


CalcServer 3

CalcServer 2


Ohne Round-Robin Scheduling:

CalcServer 4

5 s 5 s5 s5 s 10 s


CalcServer 1


CalcServer 3

CalcServer 2


Mit Round-Robin Scheduling:

CalcServer 4

5 s 5 s5 s5 s

Insgesamt 6.2 Sekunden

Scheduling mit Thread Prioritäten


Prioritäten in der Java API 3 Konstanten (static final) :•Thread.MIN_PRIORITY=1:

Die kleinste Priorität, die ein Thread haben kann.•Thread.MAX_PRIORITY=10:

Die größte Priorität, die ein Thread haben kann.•Thread.NORM_PRIORITY=5:

Die Standartriorität. 2 wichtige Methoden•void setPriority(int priority) :

Setzen der Priorität des gegebenen Threads.•int getPriority(int priority) :

Lesen der Priorität des gegebenen Threads.

Scheduling mit Thread Prioritäten


• Benutzen der Priorität-API z.B.:

…… Thread current = Thread.currentThread(); Thread calcThread = new Thread(this); calcThread.setPriority(current.getPriority() –1); calcThread.start();……

Zusammenfassung1. Ein Übersicht über Java Scheduling

•Priorität von Thread

•Scheduling Threads mit gleicher Priorität

•Priorität Inversion und Vererbung

•Round-Robin Scheduling 2. Wenn Scheduling ist wichtig

•Wann interessieren wir uns für das Scheduling•Round-Robin Scheduling und „Gerechtichkeit“

3. Scheduling mit Thread Prioritäten•Priorität in der Java API

•Benutzung der Priority-API Java Thread Scheduling

November 2000

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