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Inhaltsverzeichnis
Nebenläufige Prozesse
- Da mit steigender Taktfrequenz von Mikroprozessoren ihre Abwärme zunimmt, stößt die Technik hier an eine Grenze, die nur überwunden werden kann, indem viele Prozessorkerne gleichzeitig an einer Aufgabe arbeiten.
- Von modernen Betriebssystemen wird erwartet, dass sie es ermöglichen, sehr viele Prozesse (meist mehr als Prozessorkerne verfügbar sind) gleichzeitig ablaufen zu lassen.
Welche Herausforderungen dies in der Softwartechnik zur Folge hat und wie die auftretenden Probleme gelöst werden können, erfahren Sie in diesem Kapitel.
Begriffe
- Ein laufendes Programm zusammen mit dem ihm gerade zugeordneten Ressourcen (z.B. Speicherbereiche, offene Dateien, Netzwerkverbindungen) bildet einen Prozess (engl.: process).
- Innerhalb eines Prozesses gibt es ein- oder mehrere nebenläufig (parallel, engl.: concurrently) laufende Ausführungsstränge (engl.: Threads), die die Befehle des Programms abarbeiten.
- Sind mehrere Prozessorkerne vorhanden, so können Threads gleichzeitig ausgeführt werden. Nebenläufigkeit liegt aber auch vor, wenn das Betriebssystem dafür sorgt, dass ein Prozessor die Anweisungen mehrerer Threads abwechselnd ausführt (z.B. 10 Anweisungen des ersten Threads, dann 10 des zweiten, dann 10 des ersten usw.).
Threads in Java
Jedes Objekt der Klasse Thread besitzt eine Methode run, die dann in einem neuen Thread ausgeführt wird, wenn dieser durch Aufruf der Methode start gestartet wird.
Um Code in der Methode run unterzubringen, gibt es zwei Möglichkeiten:
- Wir schreiben eine Unterklasse von
Threadund überschreiben die Methoderun. - Wir schreiben eine Klasse (z.B.
MyRunnable), die das InterfaceRunnableimplementiert und damit verpflichtet ist, eine Methoderunzu besitzen. Beim Instanzieren des Thread-Objekts übergeben wir ihm einMyRunnable-Objekt.
Beispiel 1: Überschreiben der run()-Methode
Beispiel 2: Eigene Klasse, die Runnable implementiert
Für Interessierte: Implementierung eines Interfaces durch eine Lambda-Function
Besitzt ein Interface nur eine einzige Methode, so nennt man es functional interface. Das Interface Runnable ist ein Beispiel dafür.
An jeder Stelle, an der ein Objekt einer Klasse erwartet wird, die ein functional interface implementiert, kann stattdessen eine Kurzform verwendet werden, die man lambda function nennt. Sie sieht so aus:
(parameter 1, ..., parameter n) -> { Anweisungen }
