Antarmuka java.util.concurrent.Future menyediakan cara untuk menghitung hasil secara asinkron dalam tugas-tugas Java.Future akan memulai utas baru untuk menjalankan tugas saat dikirim ke ExecutorService, dan saat tugas selesai, Anda dapat menggunakan metode get() pada Future untuk mendapatkan hasilnya. Jika komputasi belum selesai, metode get() akan memblokir sampai hasilnya tersedia.
Jadi, bagaimana Future mengimplementasikan prinsip pemblokiran dan menunggu untuk mendapatkan hasil ini? Kita bisa memahami hal ini dari implementasi java.util.concurrent.FutureTask. FutureTask adalah kelas implementasi dasar dari Future, yang mengimplementasikan antarmuka Runnable dan Future, sehingga bisa dieksekusi sebagai Runnable oleh thread, dan juga sebagai Future Dapatkan hasil perhitungan.
- Implementasi FutureTask.
Di dalam FutureTask, terdapat kelas internal Sync, kelas ini mewarisi AbstractQueuedSynchronizer, yang merupakan kerangka kerja untuk membangun kunci dan komponen sinkronisasi, Sync menggunakan method metode acquireSharedInterruptibly(int) dalam tugas belum selesai, biarkan thread menunggu, tugas selesai dan kemudian membangunkan thread.
- Analisis kode sumber.
Terutama fokus pada metode FutureTask get () dan metode set ().
metode get () terutama melalui metode Sync’s acquireSharedInterruptibly (int) untuk mencapai pemblokiran, kode sumber spesifiknya adalah sebagai berikut:
public V get() throws InterruptedException, ExecutionException {
int s = sync.innerGetState();
if (s <= COMPLETING)
s = sync.acquireSharedInterruptibly(0);
return sync.innerGet();}Metode set() terutama digunakan untuk mengatur hasil perhitungan dan membangunkan thread yang sedang menunggu, kode sumbernya adalah sebagai berikut:
protected void set(V v) {
sync.innerSet(v);}di kelas dalam Sync:
protected int tryAcquireShared(int ignore) {
return innerIsDone() ? 1 : -1;}protected boolean tryReleaseShared(int ignore) {
setState(RUNNING);
return true;}Pada metode tryAcquireShared(int), jika tugas telah selesai (innerIsDone() mengembalikan nilai true), maka metode ini mengembalikan nilai 1, jika tidak maka akan mengembalikan nilai -1. Pengembalian nilai 1 berarti kunci bersama saat ini telah dilepaskan, sedangkan pengembalian nilai -1 berarti kunci bersama belum dilepaskan, dan thread harus menunggu.
Setelah perhitungan tugas selesai, metode set() akan dipanggil, dan kemudian metode tryReleaseShared(int) akan dipanggil untuk membangunkan thread yang sedang menunggu karena pemanggilan metode get().
Dengan cara ini, fungsi Future untuk memblokir dan menunggu hasil diimplementasikan.
32. Obrolan Pohon B+ Apakah pohon B+ terurut? Perbedaan utama antara pohon B+ dan pohon B? Pengindeksan pohon B+, satu proses pencarian?
Pohon B+ adalah pohon bercabang n di mana setiap simpul dapat memiliki lebih dari 2 anak. Pohon ini merupakan pohon pencarian yang menyeimbangkan diri untuk menyimpan data yang diurutkan dan melakukan operasi penyisipan, penghapusan, dan pencarian yang efisien. Hal ini menjadikan pohon B+ sebagai struktur data pilihan untuk berbagai database dan sistem file.
Ya, pohon B+ adalah pohon yang terurut. Secara khusus, semua nilai disimpan dalam node daun dan dihubungkan dalam urutan terurut. Hal ini membuat pohon B+ ideal untuk akses berurutan ke rentang data yang besar.
Perbedaan utama antara pohon B+ dan pohon B adalah:
- Pada pohon B+, semua node record adalah node daun, sedangkan pada pohon B, record dapat disimpan di node mana saja.
- Pada pohon B+, semua node daun dihubungkan oleh pointer, yang membuat kueri rentang menjadi lebih efisien. Namun, dalam B-tree, node daun tidak terhubung satu sama lain.
- Dalam pohon B+, jumlah anak dari setiap node non-daun sama dengan jumlah kata kunci, sedangkan dalam pohon-B, jumlah anak sama dengan jumlah kata kunci + 1.
Salah satu proses pencarian indeks pohon B+ adalah sebagai berikut:
- Pertama, mulai dari simpul akar.
- Gunakan pencarian biner atau pencarian linier untuk menemukan interval di mana kata kunci berada.
- Pergi ke simpul anak yang sesuai dan kemudian ulangi langkah 2 di simpul anak ini.
- Lanjutkan proses ini sampai Anda mencapai simpul daun. Di simpul daun, temukan kata kunci terakhir.
- Jika kata kunci ditemukan, kembalikan nilai yang terkait. Jika tidak, kata kunci tersebut tidak ada di dalam pohon.
Proses pencarian ini sangat efisien karena tinggi dari pohon B+ biasanya rendah (terutama dibandingkan dengan pohon pencarian biner), sehingga jumlah langkah biasanya sangat kecil. Baca juga Metode Object Oriented Programming Java Beserta Contoh Penggunaanya
33. Perbedaan antara antarmuka Runnable dan Callable
Antarmuka Runnable dan Callable keduanya digunakan untuk mengimplementasikan thread di Java, tetapi keduanya memiliki perbedaan utama sebagai berikut:
- Nilai balik: metode run () pada antarmuka Runnable tidak memiliki nilai balik, sedangkan metode call () pada antarmuka Callable memiliki nilai balik. Ini berarti bahwa jika, dalam eksekusi thread perlu mendapatkan beberapa hasil perhitungan, Anda harus menggunakan antarmuka Callable.
- Penanganan pengecualian: Metode Runnable.run () tidak dapat melempar pengecualian yang dicentang, hanya pengecualian yang tidak dicentang. Namun, metode Callable.call () dapat melempar semua jenis pengecualian.
- Penggunaan skenario: Antarmuka yang dapat dijalankan biasanya digunakan dengan kelas Thread, sedangkan Callable biasanya digunakan dengan ExecutorService, Anda dapat mengembalikan objek Masa Depan untuk menangani hasil perhitungan asinkron.
- Fungsionalitas: Karena antarmuka Callable dapat mengembalikan hasil, dan dapat melempar pengecualian, sehingga antarmuka Callable daripada antarmuka Runnable lebih kuat dan fleksibel.
Secara umum, antarmuka Callable menyediakan mekanisme eksekusi utas yang lebih kuat dan fleksibel daripada antarmuka Runnable. Namun, jika, misalnya, Anda tidak perlu mengembalikan nilai dan tidak perlu menangani pengecualian yang dicentang, maka menggunakan antarmuka Runnable sudah cukup.
34. Bagaimana cara mengetahui thread mana yang menggunakan CPU paling lama di lingkungan Linux?
Di lingkungan Linux, langkah-langkah untuk mengetahui thread mana yang menggunakan CPU paling lama adalah sebagai berikut:
Gunakan perintah ps atau jps untuk mendapatkan pid dari proses Java. sebagai contoh:
ps -ef | grep javaatau
jpsGunakan perintah top -H -p pid untuk menampilkan semua thread dari proses dan penggunaan CPU-nya. Pid di sini adalah pid dari proses Java yang didapatkan pada langkah sebelumnya. contoh, jika pid dari proses Java adalah 1234, maka proses tersebut dapat dijalankan:
top -H -p 1234Pada output dari perintah ini, Anda dapat melihat thread mana yang memiliki penggunaan CPU tertinggi. ID thread yang ditampilkan dalam perintah ini adalah ID thread pada tingkat sistem operasi, yaitu LWP (Light-Weight Process).
Jika, perlu menemukan thread ini di Java dalam ID thread, perlu mengkonversi nilai desimal LWP ke heksadesimal, karena dump thread Java di ID thread adalah representasi heksadesimal. Anda dapat menggunakan perintah printf untuk melakukan konversi ini. Sebagai contoh, jika LWP adalah 12345678, Anda dapat menjalankan:
printf "%x\n" 12345678Perintah ini akan menghasilkan representasi heksadesimal dari angka tersebut
Anda kemudian bisa mendapatkan thread dump Java untuk menemukan jejak stack untuk thread tersebut di Java. Anda dapat menggunakan perintah jstack untuk mendapatkan thread dump. sebagai contoh, jika pid dari proses Java adalah 1234, Anda dapat menjalankan:
jstack 1234Pada output dari perintah ini, Anda dapat menggunakan ID thread heksadesimal yang didapatkan pada langkah sebelumnya untuk menemukan thread yang sesuai.
Proses ini akan membantu Anda menemukan thread yang menggunakan CPU paling lama dan mendapatkan stack trace dari thread tersebut di Java sehingga Anda bisa menganalisa lebih lanjut perilaku dari thread tersebut, misalnya untuk mengetahui apakah ada dead loop atau penyebab lain dari penggunaan CPU yang tinggi.
35. Apa yang dimaksud dengan antrian pemblokiran? Skenario aplikasi yang umum untuk antrean pemblokiran
Antrian pemblokiran adalah antrian yang aman bagi thread yang beroperasi dalam struktur data pemblokiran, yaitu ketika antrian kosong, jika sebuah thread mencoba mengambil elemen dari antrian, maka thread tersebut akan diblokir hingga elemen baru tersedia dalam antrian.
Demikian pula, ketika antrian penuh, jika sebuah thread mencoba untuk menambahkan sebuah elemen ke dalam antrian, maka thread tersebut akan diblokir sampai ada tempat kosong dalam antrian. Dengan cara ini, memblokir antrean dapat dengan aman dan efisien menangani data yang bersamaan dalam lingkungan multi-threaded.
Blocking queue memiliki berbagai macam skenario aplikasi, yang biasa digunakan, termasuk model produsen-konsumen, penyatuan thread dan sebagainya. Model produsen-konsumen, ini adalah model pemrograman konkuren klasik, produsen bertanggung jawab untuk menghasilkan data ke dalam antrian, dan konsumen bertanggung jawab untuk pemrosesan data dari antrian.
Memblokir antrian memainkan peran penyangga di sini, memberikan keseimbangan antara produsen dan konsumen, mencegah produsen menghasilkan data terlalu cepat atau konsumen memproses data terlalu lambat yang mengakibatkan kehilangan data atau kelebihan beban.
Skenario aplikasi umum lainnya adalah thread pooling, yang menggunakan antrean pemblokiran untuk menyimpan tugas yang akan dieksekusi. Thread dalam thread pool mengambil tugas dari antrian pemblokiran untuk dieksekusi, dan ketika antrian kosong, thread akan memblokir dan menunggu hingga tugas baru ditambahkan ke antrian. Demikian pula, jika antrean penuh, thread yang mengirimkan tugas baru akan memblokir sampai ada ruang kosong dalam antrean.
Ada skenario lain, seperti dalam pemrograman jaringan, antrian pemblokiran sering digunakan untuk menyimpan pesan yang akan dikirim atau diterima, dan sebagainya. Secara keseluruhan, blocking queue adalah alat yang sangat berguna ketika berurusan dengan konkurensi.
36. Ada tiga thread T1, T2, T3, bagaimana cara memastikan eksekusi berurutan?
Metode join() dari sebuah thread memang dapat digunakan untuk memastikan eksekusi thread secara berurutan. Sebenarnya, apa yang dilakukan oleh metode join() adalah membuat thread yang memanggil metode tersebut menunggu hingga thread yang menjadi tempat metode tersebut berada selesai dieksekusi sebelum bisa melanjutkan eksekusi thread pemanggilnya.
Berikut ini adalah contoh kode Java yang akan memastikan bahwa thread T1, T2, dan T3 dieksekusi secara berurutan.
public class Main {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException { Thread t1 = new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
System.out.println("Thread 1 is running.");
}
});
Thread t2 = new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
System.out.println("Thread 2 is running.");
}
});
Thread t3 = new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
System.out.println("Thread 3 is running.");
}
});
t1.start();
t1.join();
t2.start();
t2.join();
t3.start();
t3.join();
}}Dalam contoh ini, kami memulai thread T1 terlebih dahulu dan memanggil t1.join() di thread utama untuk membuat thread utama menunggu thread T1 selesai dieksekusi. Pendekatan yang sama diterapkan pada thread T2 dan T3, sehingga memastikan eksekusi thread secara berurutan.
Namun, perlu dicatat bahwa meskipun pendekatan ini memastikan eksekusi thread secara berurutan, pendekatan ini juga membatasi eksekusi thread secara bersamaan, dan oleh karena itu mungkin tidak dapat memanfaatkan multi-core sepenuhnya. Oleh karena itu, kecuali Anda memiliki kebutuhan khusus, kami biasanya lebih memilih untuk menjalankan thread secara paralel.
37. Bagaimana cara menghentikan thread yang sedang berjalan?
Gunakan bendera keluar sehingga utas keluar secara normal, yaitu utas berhenti ketika metode yang dijalankan selesai. Metode ini adalah metode yang paling ramah dan aman.
Sebagai contoh, Anda dapat menetapkan variabel boolean bertipe volatile di kelas thread dan mengontrol berjalan dan berhentinya thread dengan mengubah nilai variabel ini.
public class MyRunnable implements Runnable {
private volatile boolean exit = false;
public void run() {
while(!exit) {
// your code
}
}
public void stop() {
exit = true;
}}Gunakan metode stop untuk memaksa penghentian, tetapi metode ini tidak disarankan karena stop adalah metode kedaluwarsa, seperti halnya suspend dan resume. Metode-metode ini sudah tidak digunakan lagi karena tidak aman dan dapat menyebabkan kondisi objek yang tidak konsisten.
Gunakan metode interupsi untuk menginterupsi sebuah thread. Metode ini efektif ketika thread berada dalam kondisi pemblokiran (misalnya, menunggu, tidur, atau operasi input/output). Ini akan melemparkan InterruptedException, dan kemudian Anda dapat mengakhiri thread dalam sebuah catch block. Namun, jika thread tidak sedang melakukan blocking, sinyal interupsi akan diabaikan, sehingga Anda perlu memeriksa interupsi secara berkala di dalam kode Anda, misalnya dengan menggunakan Thread.interrupted().
public class MyRunnable implements Runnable { public void run() { while(!Thread.interrupted()) {
// your code
}
}}
// elsewhere in codeMyRunnable myRunnable = new MyRunnable();Thread myThread = new Thread(myRunnable);myThread.start();
// when you want to stop the threadmyThread.interrupt();Gunakan metode destroy() dari Thread. Namun, metode ini tidak diimplementasikan di Java dan mungkin akan dihapus oleh Oracle di versi JDK yang akan datang. Jadi tidak disarankan untuk menggunakannya.
Secara keseluruhan, cara terbaik adalah mendesain thread untuk dapat merespon interupsi, atau mengakhiri dirinya sendiri melalui exit flag.
Kesimpulan
Diatas adalah 37 Contoh Soal pemrograman Java Pertanyaan + Jawaban Super lengkap!. Contoh soal java ini juga disertai dengan kode yang relevan. Semoga dapat menjadi bahan pembelajaran yang bermanfaat untuk kita semua.
