IN1010 våren 2019 Onsdag 15. mai. Rask repetisjon av subklasser og tråder (pluss µ nytt)

Transkript

1 IN1010 våre 2019 Osdag 15. mai Rask repetisjo av subklasser og tråder (pluss µ ytt) Stei Gjessig Istitutt for iformatikk Uiversitetet i Oslo 1

2 Iledig Dette er 41 lysark som det ikke er mulig å gå gjeom på é time Disse lysarkee represeterer det jeg meer er det viktigste i pesum om subklasser og tråder Jeg kommer til å peke på oe få viktige poeg, og så er meige at dere ka bruke lysarkee år dere skal repetere stoffet på egehåd Lysarkee hadler om ivariater. Vi har ikke sakket mye om dette på forelesigee, me det er allikevel viktig, og de tre lysarkee om ivariater i løkker er helt ye 2

3 Klassehierarki: Persobil Bil Klasser - Subklasser class Bil { <lys beige egeskaper> class Persobil exteds Bil { <røde egeskaper> class Lastebil exteds Bil { <grøe egeskaper> class Drosje exteds Persobil { <gule egeskaper> Alle lastebiler Lastebil Drosje Alle biler Alle drosjer Alle persobiler 3

4 Private og public i subklasser Private i e klasse gjør at ige uteom dee klasse (og heller ikke subklasser) ka se dee egeskape Protected i e klasse gjør at alle subklasser ka se dee egeskape Me ige utefor klasse (bortsett fra i samme katalog/pakke) Public er som før class Perso { protected Strig av; protected it tlfr; public boolea gyldigtlfr() { retur tlfr >= && tlfr <= ; Nytt reservert ord i Java: protected 4

5 Hva slags objekt er dette? De boolske operatore istaceof hjelper oss å fie ut av hvilke klasse et gitt objekt er, oe som er yttig i mage tilfeller: class TestFrukt { public static void mai(strig[] args) { Eple e = ew Eple(); skrivut(e); static void skrivut(frukt f) { if (f istaceof Eple) System.out.pritl("Dette er et eple!"); else if (f istaceof Appelsi) System.out.pritl("Dette er e appelsi!"); Frukt class Frukt {.. class Eple exteds Frukt {.. class Appelsi exteds Frukt {.. Eple Appelsi 5

6 Koverterig mellom flere ivåer MasterStudet master = ew MasterStudet(); Perso Koverterig oppover: Studet stud = master; Perso pers Perso pers = master; Studet MasterStudet Koverterig edover: Studet stud stud = (Studet) pers master = (MasterStudet) pers (fordi dette krever kotroll uder kjørig) MasterStudet master Regel: Alle referaser har lov til å peke bortover og edover (me ikke oppover ) 6

7 Klassehierarki: Eksempel Object Object obj Bil Bil bl Persobil Persobil p Lastebil Drosje Drosje d 7

8 Abstrakte metoder og klasser abstract class Asatt { protected Strig av; protected double timelo; public abstract double beregbous(); Ikke lov å si ew Asatt()! Asatt av timelo beregbous(); class Deltidsasatt exteds Asatt { public double beregbous() { retur 0; Deltidsasatt Heltidsasatt av timelo Heltidsasatt objekt beregbous(); class Heltidsasatt exteds Asatt { protected it asieitetsfaktor; public double beregbous() { retur timelo* asieitetsfaktor; asieitetsfaktor beregbous() 8

9 Polymorfi: eksempel class Bil { protected it pris; public it skatt( ) {retur pris; class Persobil exteds Bil { protected it atallpassasjer; public it skatt( ) {retur pris * 2; Klassehierarki: Bil Persobil class Lastebil exteds Bil { protected double lastevekt; public it skatt ( ) {retur pris / 2; Lastebil class Drosje exteds Persobil { protected Strig loyveid; public it skatt ( ) {retur pris / 4; Se også lysark ummer 19 Drosje 9

10 Nøkkelordet super. Nøkkelordet super brukes til å aksessere metoder i objektets superklasse. Dette ka vi bruke til å la superklasse Perso ha e geerell skrivdata, som så kalles i subklassee: // I klasse Perso: public void skrivdata() { System.out.pritl("Nav: " + av); System.out.pritl("Telefo: " + tlfr); // I klasse Studet: public void skrivdata() { super.skrivdata(); System.out.pritl("Studieprogram: " + program); // Tilsvarede i klasse Asatt: public void skrivdata() { super.skrivdata(); System.out.pritl("Løstri: " + løstri); System.out.pritl("Timer: " + atalltimer); 10

11 Kall på super-kostruktøre Superklasses kostruktør ka kalles fra e subklasse ved å si: super(); - vil kalle på e kostruktør ute parametre super(5, test ); - om vi vil kalle på e kostruktør med to parametre (it og Strig) Et kall på super må legges helt i begyelse av kostruktøre. Kaller ma ikke super eksplisitt, vil Java selv legge i kall på super( ) helt først i kostruktøre år programmet kompileres. Hvis e klasse ikke har oe kostruktør, legger Java i e tom kostruktør med kallet super(); 11

12 Iterface Skattbar Bil Miljovelig Lastebil Persobil LastebilMedSkattogMiljo MiljoBil

13 Implemetere et iterface: implemets rolle Bil (i arv) fra klassehierarkiet class Persobil exteds Bil implemets Skattbar { it atpass; double momsgrulag = ; public double toll( ){retur momsgrulag*0.5; public it momssats( ){retur 25; rolle Skattbar class Bil { Strig regnr; Skattbar Bil iterface Skattbar { double toll(); it momssats() ; Persobil 13

14 Samlet import-skatt Skattbar[ ] alle = ew Skattbar [100]; alle[0] = ew Bil( DK12345, ); alle[1] = ew Ost(20,5000); it totalskatt = 0; Type: Skattbar [ ] Nav: alle for (Skattbar de: alle) { if (de!= ull) {totalskatt = totalskatt + de.skatt(); System.out.pritl( Total skatt: + totalskatt); Rolle Skattbar Rolle Bil (utatt Skattbar) Rolle Ost (utatt Skattbar) Veldig viktig og bra eksempel. Dages rosi. 14

15 Objektorieterig hadler om å tydeliggjøre objektees public-metoder. Iterface gjør det. public void setti(it tall) public it taut( ) Ukjet implemetasjo av metode Ukjet implemetasjo av metode Ukjete private data og ukjete private metoder

16 Iterface: Klassehierarki og Java-kode Heltallsbeholder iterface Heltallsbeholder { public void setti(it tall); public it taut( ); EkelHeltallsbeholder class EkelHeltallsbeholder implemets Heltallsbeholder { protected it [ ] tallee = ew it [100]; protected it atall; public void setti(it tall) {... public it taut( ) {... Når e klasse implemeterer et iterface teger vi det este på samme måte som e superklasse / subklasse. For å markere at superklasse ikke er det, me et iterface, ka vi ete skrive iterface i bokse, og/eller vi ka gjøre avet på iterfacet (og bokse?) kursiv. Egelsk: Iterface Norsk: Gresesitt 16

17 Karevalshud KaBjeffe ValigHud Utkledd Karevalshud Dee figure avspeiler iterface -ee og class -ee på este side

18 iterface KaBjeffe{ void bjeff(); iterface Utkledd { it atallfarger(); class ValigHud implemets KaBjeffe { public void bjeff() { System.out.pritl("Vov-vov"); Foto: AP class Karevalshud exteds ValigHud implemets Utkledd { private boolea farger; public Karevallshud (it frg) { farger = frg; public boolea atallfarger() { retur farger;

19 Geeriske iterface Iteface med parametre På samme måte som klasser, ka iterface lages med parametre. class GeeriskBeholderTilE <E> {... iterface Beholder <E> {... ew GeeriskBeholderTilE<Bil>( ); ew Beholder<Bil>( ); 19

20 iterface Beholder <T> { public void setti (T e); public T taut ( ); class GeeriskBeholderTilE <T> implemets Beholder <T> { T dee; public void setti (T e) { dee = e; public T taut ( ) {retur dee; 20

21 Oppsummerig Hva brukes iterface til? Vet hjelp av iterface ka forskjellige klasser og objekter ha det samme gresesittet. Dette er e fordel år vi skal beskrive objekter med felles egeskaper. Et iterface kalles gjere også e rolle (som e subklasse) Noe objekter ka spille flere forskjellig roller (sart: multippel arv) Forskjellige objekter ka implemetere samme rolle på forskjellige måter - ikapslig = skjulig av detaljer

22 Tråder Datamaskiarkitektur prosessor registre cache 1 cache 2 prosessor registre cache 1 Disk System-bus Mie (RAM) IO-bus prosessor registre cache 1 cache 2 prosessor registre cache 1 22

23 Tråder i Java class MiRu implemets Ruable { <datastruktur> public void ru( ) { while (<mer å gjøre>) { <gjør oe>;... E tråd lages og startes opp slik: Thread objekt (e tråd) start tråde mirup ru Ruable mirup = ew MiRu(); Thread tråde = ew Thread(miRuP); tråde.start( ); Her går de ye og de gamle tråde (dette programmet), videre hver for seg start( ) er e metode i Thread som må kalles opp for å få startet tråde. start-metode vil igje kalle metode ru (som vi selv programmerer).

24 Felles data: it peger = 2000; Ekelt eksempel på at to tråder ka ødelegge felles data void ta( ) it x; x = peger; Tråde Ta: Tråde Gi: x -= 500 ; peger = x; void gi( )... felles.ta( ) felles felles.gi( ) felles it x; x = felles.peger; x += 500 ; felles.peger = x;

25 Kritiske regioer / moitor Lock laas = ew ReetratLock(); It peger; 2000 public void gi ( it verdi ) throws IterrupedExceptio laas.lock(); try { peger = peger + verdi; fially { laas.ulock() Tråde Ta: felles felles.ta(500); Tråde Gi: felles felles.gi(500); public void ta ( it verdi ) throws IterrupedExceptio laas.lock(); try { peger = peger - verdi; fially { laas.ulock() E lås (laas) slik at bare e tråd kommer i i moitore om gage (import java.cocurret.locks.*) 25

26 Legg merke til bruke av fially void puti (it verdi) throws IterrupedExceptio { laas.lock(); try { : : fially { laas.ulock(); Da blir laas.ulock() alltid utført!!

27 2 7 µ ytt WIKIPEDIA: Ivariat (computer sciece) I computer sciece, a ivariat is a coditio that ca be relied upo to be true durig executio of a program, or durig some portio of it. It is a logical assertio that is held to always be true durig a certai phase of executio. For example, a loop ivariat is a coditio that is true at the begiig ad ed of every executio of a loop Programmers ofte use assertios i their code to make ivariats explicit. Some object orieted programmig laguages have a special sytax for specifyig class ivariats.

28 Ivariater i løkker Eksempel: Fie miste verdi i tabell misttilnaa 0 misttilnaa ieholder miste verdi i området fra og med tabell [0] til og med tabell[ideks] = Iv(ideks): ideks Iduksjos-basis: ideks = 0 Iduksjos-skritt: ideks = ideks + 1 Resultat: ideks = 999: misttilnaa ieholder miste verdi i området fra og med tabell [0] til og med tabell[999] 999

29 Ivariater i løkker Eksempel: Fie miste verdi i tabell // Vi vet igetig aet e at tabell [0] til og med // tabell[999] ieholder tall. Vi skal fie det miste it misttilnaa = tabell[0]; Iv(0) misttilnaa 0 // misttilnaa ieholder miste verdi i området // fra og med tabell [0] til og med tabell[0] Iduksjosskritt Iduksjosbasis for (ideks = 1; ideks < 1000; ideks ++) { // misttilnaa ieholder miste verdi i området // fra og med tabell [0] til og med tabell[ideks-1] if (misttilnaa > tabell [ideks] ) misttilnaa = tabell[ideks] Iv(ideks) Iv(ideks-1) // mist TilNaa ieholder miste verdi i området // fra og med tabell [0] til og med tabell[ideks] // Nå er ideks == 1000 // misttilnaa ieholder miste verdi i området // fra og med tabell [0] til og med tabell[ideks-1] // Da følger: // misttilnaa ieholder miste verdi i området // fra og med tabell[0] til og med tabell[999]!!!!!! resultat Hvis Iv(ideks) er sat og vi utfører: ideks ++ så er Iv(ideks-1) sat etterpå! 999

30 3 0 Ivariater i løkker Eksempel: Fie miste verdi i tabell misttilnaa // Vi vet igetig aet e at tabell [0] til og med // tabell[999] ieholder tall. Vi skal fie det miste 0 For-betigelse. Egelsk: Pre-coditio Bak-betigelse. Egelsk: Post-coditio (Post-assertio) // misttilnaa ieholder miste verdi i området // fra og med tabell[0] til og med tabell[999]!!!!!! 999

31 Dette har vi sakket om Ivariater i objekter (class ivariates) Ivariat: Alle dataee vi lagrer ligger i tabell[0] til og med tabell [atall 1] og 0 <= atall <= 1000 Ute tråder 0 setti(x) { if (atall == 1000) retur ; atall ++; tabell[atall-1] = x; atall Overbevis deg (og adre) om at metodee bevarer Ivariate!!!!!!!!! (og at de er sa ved oppstart)!!!!!! taut ( ) { if (atall == 0) retur ull; atall --; retur (tabell[atall]); 999

32 Tråder: Produseter og kosumeter produseter p while ( ) { <lag oe>; p.setti(...); void setti( it verdi) <lås> while (full) { ikkefull.await(); // å er bufferet ikke fult < legg i> <lås opp> kosumeter p while ( ) { p.taut <bruk dette>; p while ( ) { <lag oe>; p.setti(...); <lås> If (empty) retur ull; else <ta ut et elemet> // å er bufferet ikke fult ikkefull.sigalall(); retur elemet; <lås opp> it taut p while ( ) { p.taut <bruk dette>; E moitor (et objekt)

33 Lock laas = ew ReetratLock(); Coditio ikkefull = laas.ewcoditio(); Coditio ikketom = laas.ewcoditio(); void setti ( it verdi) throws IterrupedExceptio laas.lock(); try { while (full) ikkefull.await(); // å er det helst sikkert ikke fult : // det er lagt i oe, så det er helt sikkert ikke tomt: ikketom.sigalall(); fially { laas.ulock(); it taut ( ) throws IterrupedExceptio laas.lock(); try { while (tom) ikketom.await(); // å er det helst sikkert ikke tomt; : // det er det tatt ut oe, så det er helt sikkert ikke fult: ikkefull.sigalall(); fially { laas.ulock(); Ofte har vi flere gruer til å vete i e moitor

34 import java.util.cocurret.*; Barrierer i Java Barriere CoutDowLatch mibariere = ew CoutDowLatch(6) mibarriere.await(); mibarriere.coutdow(); tid

35 Amdahls lov E beregig delt opp i parallell går fortere jo mer uavhegig delee er Amdahls lov: Totaltide er tide i parallell + tide det tar å kommuisere / sykroisere/ gjøre felles oppgaver Tide det tar å sykroisere er ikke parallelliserbar (hjelper ikke med flere prosessorer) Me du ka være smart og lage sykroiserige så kort eller mellom så få tråder som mulig total tid Start opp Sykroiser Lag resultat Parallelle beregiger Parallelle beregiger

36 Vraglås (deadlock) Vraglås skjer år flere tråder veter på hveradre i e sykel: Eksempel Veikryss: alle bilee skal stoppe for biler fra høyre -> Alle stopper = VRANGLÅS

37 Vraglås betyr Flere tråder veter på hveradre Syklisk vetig Veter på Veter på Veter på Veter på 37

38 Ugå vraglås 1. Ta bare e ressurs 2. Ta alle eller ige 3. Alle tråder tar alle ressurser i samme rekkefølge Hvis vraglås har oppstått: Fri e og e ressurs til det ikke leger er vraglås 38

39 Ekleste eksempel på vraglås To tråder To ressurser som tas i forskjellig rekkefølge Ressurs 1 Tråd 1 Tråd 2 Ta 1 Ta 2 Ta 2 Ta 1 Fri 1 og 2 Fri 1 og 2 Ressurs

40 Ekleste eksempel på vraglås: To biler ka risikere å vete på hveradre Vestre del Høyre del Smalt veistykke, to biler ka ikke passere hveradre. Bilee ka bare se de første dele

41 Kjør bile Kjør bile Kjør bile Kjør bile Kjør bile Kjør bile Kjør bile Program To moitorer, e for vestre og e høyre Kjør bile Kjør bile Kjør bile Kjør bile Kjør bile Kjør bile Kjør bile Kjør bile Kjør bile Vestre del Høyre del Kjør bile Kjør bile Smalt veistykke 41