Die von Sun Microsystems entwickelte Programmiersprache Java wurde 1995 erstmals der Öffentlichkeit vorgestellt. Java wurde mit dem Ziel entwickelt, den Herausforderungen der Applikationsentwicklung in einer heterogenen, verteilten Umgebung erfolgreich zu begegnen. Heute nutzen mehr als 3 Millionen Entwickler das Potenzial dieser Programmiersprache, die sich als De-facto-Standard für Network-Computing-Anwendungen etabliert hat.
Als ein wesentliches Designziel für die Programmiersprache selbst, kann die Multithreadingfähigkeit angeführt werden. Sie soll es ermöglichen, mehrere Aktivitäten auf einem System gleichzeitig auszuführen, um ein hohes Maß an Interaktivität für den Endnutzer zu sichern. Die Nutzung von Threads rückte durch die zunehmende Verbreitung graphischer Interfaces in multitaskingfähigen Betriebssystemen in den Blickpunkt vieler Entwickler und wurde deshalb von Anfang an in Java integriert. Die zukünftigen Potenziale der parallelen Programmierung werden sich mit kostengünstigen Multiprozessormaschinen noch verfielfachen. Alle von Sun Microsystems zur Verfügung gestellten Java Basissystembibliotheken sind heute schon „thread safe“ implementiert und können deshalb die Korrektheit ihrer Funktionalität auch bei einem Einsatz mehrerer Threads sicherstellen.
Ziel dieser Seminararbeit soll die Darstellung und Dokumentation der Threadfähigkeiten der Programmiersprache Java sein. Im Mittelpunkt werden dabei die von Java zur Verfügung gestellten Basisfunktionalitäten für die parallele Programmierung stehen. Threadgruppen (insbesondere die Klasse ThreadGroup) sind außen vorgelassen. Neben verbalen Erläuterungen unterstützen entsprechende Codebeispiele die Ausführungen exemplarisch.
Inhaltsverzeichnis
- Motivation und Zielsetzung
- Begriffsdefinitionen
- Prinzipielle Möglichkeiten der Threadimplementierung in Java
- Der Lebenszyklus eines Threads in Java
- Ein Lebenszyklusmodell
- Erzeugen eines Threads
- Starten und Ausführen eines Threads
- Deaktivieren eines Threads
- Aktivieren eines Threads
- Beenden eines Threads
- Weitere Methoden der Klasse Thread
- Synchronisation von Java Threads
- Basiskonzepte für die Synchronisation von Java Threads
- Synchronisation durch Semaphoren
- Erweiterungen der Basisbibliotheken durch das Package java.util.concurrent
- Ausblick
Zielsetzung und Themenschwerpunkte
Die Seminararbeit befasst sich mit der Darstellung und Dokumentation der Thread-Fähigkeiten der Programmiersprache Java. Im Fokus stehen die von Java bereitgestellten Basisfunktionalitäten für die parallele Programmierung. Das Ziel ist es, ein tiefergehendes Verständnis für die Konzepte und Techniken des Multithreading in Java zu vermitteln.
- Die Grundkonzepte des Multithreading in Java
- Der Lebenszyklus eines Threads und die dazugehörigen Methoden
- Die Bedeutung von Synchronisation und die dafür verfügbaren Mechanismen
- Die Erweiterung der Basisbibliotheken durch das Paket
java.util.concurrent - Das Potenzial paralleler Programmierung im Kontext von Multiprozessormaschinen
Zusammenfassung der Kapitel
- Motivation und Zielsetzung: Das Kapitel erläutert die Motivation und den Hintergrund für die Entwicklung der Programmiersprache Java, insbesondere im Hinblick auf die Multithreadingfähigkeit. Es werden wichtige Designziele und die Bedeutung von Multithreading in einer heterogenen, verteilten Umgebung hervorgehoben.
- Begriffsdefinitionen: Dieses Kapitel definiert grundlegende Begriffe im Kontext von Multithreading in Java, wie Thread, Multithreading, Synchronisation und Locks. Es erklärt den Unterschied zwischen lokalen Variablen und Objekten sowie Instanzvariablen und stellt die Java Virtual Machine (JVM) als Steuerungselement für mehrere Threads vor.
- Prinzipielle Möglichkeiten der Threadimplementierung in Java: Dieses Kapitel beleuchtet die verschiedenen Möglichkeiten, Threads in Java zu implementieren, wie z. B. Vererbung von der Klasse
java.lang.Threadoder die Implementierung des InterfacesRunnable. Es wird die Verwendung von Codebeispielen zur Veranschaulichung dieser Konzepte vorgestellt. - Der Lebenszyklus eines Threads in Java: Dieses Kapitel beschreibt den Lebenszyklus eines Threads in Java und die dazugehörigen Methoden. Es werden die Phasen von Erzeugen, Starten, Deaktivieren, Aktivieren und Beenden eines Threads detailliert erklärt. Zudem werden weitere Methoden der Klasse
Threadbeleuchtet. - Synchronisation von Java Threads: Dieses Kapitel befasst sich mit der Synchronisation von Threads in Java. Es werden Basiskonzepte, wie Locks, zur Vermeidung von gleichzeitiger Ausführung mehrerer Threads erläutert. Die Synchronisation mittels Semaphoren als Mechanismus für die gemeinsame Nutzung von Ressourcen wird vorgestellt.
Schlüsselwörter
Die wichtigsten Schlüsselwörter und Themen dieser Arbeit sind: Multithreading, Java, Thread, Synchronisation, Semaphore, Locks, Lebenszyklus, java.util.concurrent, parallele Programmierung, Java Virtual Machine (JVM).
- Quote paper
- Christian Seemann (Author), 2005, Erstellung und Synchronisation von Java Threads, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/41815
