Vorlesung Java Threads

Fachhochschule Augsburg
Fachbereich Informatik

Klausur im Fach „Java Threads“, Sommersemester 2002

Semester: I/MM 8
2001-07-24, 14³⁰ Uhr
Bearbeitungszeit: 60 Minuten
Zugelassene Hilfsmittel: keine

   1 Grundlagen

1.1  Begriffe

Grenzen Sie die Begriffe Nebenläufigkeit und Parallelität gegeneinander ab.

1.2  Umsetzung im Betriebssystem

Inwiefern erweitern Threads das Prozesskonzept des Betriebssystems?
Stellt hierbei das Vorhandensein von Threads in einer ohnehin schon als Multitaskingsystem ausgelegten Umgebung nicht ein „Überangebot“ -- durch äquivalente Primitive -- dar?

Hardwareaspekte

Welche Auswirkungen hat der Einsatz von Threads ...

• ... in einem Einprozessorsystem
• ... in einem Multiprozessorsystem

   2 Threads in Java

2.1  Umsetzungskonzepte

Die gesamte threadbasierte Verarbeitung ist in Java eng an das Konzept der Klasse gekoppelt. Trotzdem existieren mit dem vererbungs- und dem schnittstellenbasierten Ansatz zwei duale Umsetzungsmöglichkeiten.
Vergleichen Sie beide hinsichtlich ihrer Grundidee und der Auswirkungen auf die Anwendungsentwicklung.

2.2  Schnittstellenbasierte Umsetzung

Formulieren Sie das nachfolgende Programm so um, daß es -- bei gleicher Funktionalität -- die Schnittstelle Runnable zur Umsetzung der Threads verwendet.

(1)public class TTest1 {
(2)    public static void main(String argv[]) {
(3)        for (int i=0; i<2; i++)
(4)            new TTest2();
(5)    } //main()
(6)} //class TTest1
(7)
(8)class TTest2 extends Thread {
(9)    public TTest2() {
(10)        start();
(11)    } //constructor
(12)
(13)    public void run() {
(14)        while(true) {
(15)            try {
(16)                System.out.println("Hello from thread "+Thread.currentThread().getName() );
(17)                Thread.sleep(1000);
(18)            } catch (InterruptedException ie) {}
(19)        } //while
(20)    } //run()
(21)} //class TTest2
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2.3  Vermischtes

• Welche Aufgabe erfüllen Threadgruppen in Java?
• Welche Information liefert die Methode activeCount, und warum wird diese nur als Schätzwert geliefert?
• Das Zustandsmodell für Java-Threads unterscheidet vier Status.
  Wie heißen diese und welche Zustandsübergänge existieren?

Synchronisation

Implementieren Sie eine Banküberweisung von einem Konto auf ein anderes unter Verwendung des Schlüsselwortes synchronized.

Diskutieren Sie Ihre Lösung hinsichtlich der mit synchronized einhergehenden Einschränkung der Parallelität.
Wo limitieren Sie gezielt gleichzeitige Zugriffe und mit welchen Auswirkungen?

2.5  Wait und Notify

Weshalb müssen Methoden der Familie wait und notifyimmer innerhalb synchronisierter Abschnitte eingesetzt werden?

2.6  Puffer

Skizzieren Sie den Einsatz von Synchronisationsprimitiven zur Entkopplung von Erzeugern und Verbrauchern an einem Codebeispiel.

   3 Verklemmungen

Zeichnen Sie den Ressourcenanforderungsgraphen zum folgenden Ablauf und kennzeichnen Sie ggf. Verklemmungssituationen geeignet.

(Thread-6): requested(1)
(Thread-5): requested(4)
(Thread-11): requested(1)
(Thread-9): requested(1)
(Thread-13): requested(4)
(Thread-5): requested(2)
(Thread-7): requested(2)
(Thread-11): requested(3)
(Thread-4): requested(0)
(Thread-7): requested(3)
(Thread-10): requested(0)
(Thread-10): requested(1)
(Thread-12): requested(2)
(Thread-13): requested(0)
(Thread-9): requested(4)
(Thread-4): requested(4)
(Thread-8): requested(0)
(Thread-12): requested(3)
(Thread-8): requested(2)
(Thread-6): requested(0)

(Thread-5) locked(4)
(Thread-11) locked(3)
(Thread-9) locked(1)
(Thread-7) locked(2)
(Thread-4) locked(0)

   4 Algorithmische Aspekte

Entwickeln Sie eine nebenläufige Implementierung der Multiplikation zweier n x n-Matrizen.

Skizzieren Sie zunächst verbal Ihre Überlegungen!

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Generated: 2004-06-07T12:31:03+01:00
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