Rainer Oechsle. Parallele und verteilte. Anwendungen in Java. 4., neu bearbeitete Auflage. Mit 165 Listings, 5 Tabellen und 71 HANSER

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Ilse Fürst
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1 Rainer Oechsle Parallele und verteilte Anwendungen in Java 4., neu bearbeitete Auflage Mit 165 Listings, 5 Tabellen und 71 Bildern HANSER

2 Inhalt 1 Einleitung Parallelität, Nebenläufigkeit und Verteilung Programme, Prozesse und Threads 16 2 Grundlegende Synchronisationskonzepte in Java Erzeugung und Start von Java-Threads Ableiten der Klasse Thread Implementieren der Schnittstelle Runnable Einige Beispiele Probleme beim Zugriff auf gemeinsam genutzte Objekte Erster Lösungsversuch Zweiter Lösungsversuch Synchronized und volatile Synchronized-Methoden Synchronized-Blöcke Wirkung von synchronized Notwendigkeit von synchronized Volatile Regel für die Nutzung von synchronized Ende von Java-Threads Asynchrone Beauftragung mit Abfragen der Ergebnisse Zwangsweises Beenden von Threads Asynchrone Beauftragung mit befristetem Warten Asynchrone Beauftragung mit Rückruf (Callback) Asynchrone Beauftragung mit Rekursion Wait und notify Erster Lösungsversuch Zweiter Lösungsversuch Dritter Lösungsversuch Korrekte und effiziente Lösung mit wait und notify 67

3 - wait NotifyAll Erzeuger-Verbraucher-Problem mit wait und notify Erzeuger-Verbraucher-Problem mit wait und notifyall Faires Parkhaus mit wait und notifyall Prioritäten von Threads Thread-Gruppen Vordergrund- und Hintergrund-Threads Weitere gute" und schlechte" Thread-Methoden Thread-lokale Daten Zusammenfassung Fortgeschrittene Synchronisationskonzepte in Java Semaphore Einfache Semaphore Einfache Semaphore für den gegenseitigen Ausschluss Einfache Semaphore zur Herstellung vorgegebener Ausfuhrungs reihenfolgen Additive Semaphore Semaphorgruppen Message Queues Verallgemeinerung des Erzeuger-Verbraucher-Problems Übertragung des erweiterten Erzeuger-Verbraucher-Problems auf Message Queues Pipes Philosophen-Problem Lösung mit synchronized notifyall Naive Lösung mit einfachen Semaphoren Einschränkende Lösung mit gegenseitigem Ausschluss Gute Lösung mit einfachen Semaphoren Lösung mit Semaphorgruppen Leser-Schreiber-Problem Lösung mit synchronized wait notifyall Lösung mit additiven Semaphoren Schablonen zur Nutzung der Synchronisationsprimitive und Konsistenzbetrachtungen Concurrent-Klassenbibliothek aus Java Executors Locks und Conditions Atomic-Klassen Synchronisationsklassen Queues 166

4 3.8 Das Fork-Join-Framework von Java Grenzen von ThreadPoolExecutor ForkJoinPool und RecursiveTask Beispiel zur Nutzung des Fork-Join-Frameworks Ursachen für Verklemmungen Beispiele für Verklemmungen mit synchronized Beispiele für Verklemmungen mit Semaphoren Bedingungen für das Eintreten von Verklemmungen Vermeidung von Verklemmungen Anforderung von Betriebsmitteln auf einen Schlag" Anforderung von Betriebsmitteln gemäß einer vorgegebenen Ordnung Weitere Verfahren Zusammenfassung Parallelität und grafische Benutzeroberflächen Einführung in die Programmierung grafischer Benutzeroberflächen mit Swing Einige erste Beispiele Ereignisbehandlung Container Primitive Interaktionselemente Grafikprogrammierung Applets MVC Prinzip von MVC MVC für die Entwicklung eigener Programme MVC in Swing Threads und Swing Threads für grafische Benutzeroberflächen Probleme bei längeren Ereignisbehandlungen Regeln für längere Ereignisbehandlungen Beispiel Stoppuhr Beispiel Animation SwingWorker Zusammenfassung Verteilte Anwendungen mit Sockets Einführung in das Themengebiet der Rechnernetze Schichtenmodell IP-Adressen und DNS-Namen Das Transportprotokoll UDP Das Transportprotokoll TCP 245

5 5.2 Socket-Schnittstelle Socket-Schnittstelle zu UDP Socket-Schnittstelle zu TCP Socket-Schnittstelle für Java Kommunikation über UDP mit Java-Sockets Multicast-Kommunikation mit Java-Sockets Kommunikation über TCP mit Java-Sockets Sequenzielle und parallele Server TCP-Server mit dynamischer Parallelität TCP-Server mit statischer Parallelität Sequenzieller, verzahnt" arbeitender TCP-Server Zusammenfassung Verteilte Anwendungen mit RMI Prinzip von RMI Einführendes RMI-Beispiel Basisprogramm RMI-Client mit grafischer Benutzeroberfläche RMI-Registry Parallelität bei RMI-Methodenaufrufen Wertübergabe für Parameter und Rückgabewerte Serialisierung und Deserialisierung von Objekten Serialisierung und Deserialisierung bei RMI Referenzübergabe für Parameter und Rückgabewerte Transformation lokaler in verteilte Anwendungen Rechnergrenzen überschreitende Synchronisation mit RMI Asynchrone Kommunikation mit RMI Verteilte MVC-Anwendungen mit RMI Dynamisches Umschalten - zwischen Wert- und Referenzübergabe Migration von Objekten Das Exportieren und Unexportieren" von Objekten Migration von Objekten Eintrag eines Nicht-Stub-Objekts in die RMI-Registry Laden von Klassen über das Netz Realisierung von Stubs und Skeletons Realisierung von Skeletons Realisierung von Stubs Verschiedenes Zusammenfassung 357

6 7 Webbasierte Anwendungen mit Servlets und JSP HTTP GET Formulare POST Format von HTTP-Anfragen und -Antworten Einführende Servlet-Beispiele Allgemeine Vorgehensweise Erstes Servlet-Beispiel Zugriff auf Formulardaten Zugriff auf die Daten der HTTP-Anfrage und -Antwort Parallelität bei Servlets Demonstration der Parallelität von Servlets Paralleler Zugriff auf Daten Anwendungsglobale Daten Sessions und Cookies Sessions Realisierung von Sessions mit Cookies Direkter Zugriff auf Cookies Servlets mit länger dauernden Aufträgen Asynchrone Servlets Filter Übertragung von Dateien mit Servlets Herunterladen von Dateien Hochladen von Dateien JSP (Java Server Pages) Scripting-Elemente Direktiven Aktionen MVC-Prinzip mit Servlets und JSPs MVC-Prinzip mit AJAX und GWT MVC-Prinzip mit WebSockets Zusammenfassung 432 Literatur 435 Index 437

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