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CONCEPTES AVANÇATS DE SISTEMES OPERATIUS Departament d’Arquitectura de Computadors

(Seminaris de CASO)

Autors

Christophe Fontano

Julien Alagnou

SocketSocket& &

Multithreading en JavaMultithreading en Java

Seminaris de CONCEPTES AVANÇATS DE SISTEMES OPERATIUS

Departament. d’Arquitectura de Computadors - UPC

2

Socket - presentacion Package java.net, 5 clases importantes:

– InetAddress

– Socket

– ServerSocket

– DatagramSocket

– DatagramPacket

2 tipos de conexión:

– Orientado a conexión

• camino virtual entre servidor y cliente, sin pérdidas de información ni duplicados, la

información es recibida en el mismo orden.

• El cliente abre una sesión en el servidor y este guarda un estado del cliente.

ServerSocketSocketCliente

Servidor

Connexions



3

– No orientado a conexión

• Envío de datagramas de tamaño fijo. No es fiable, puede haber pérdidas de información y duplicados, y la información puede llegar en distinto orden del que se envía.

• No se guarda ningún estado del cliente en el servidor, por ello, es más tolerante a fallos del sistema.

Socket - presentacion

sender DatagramSocket

DatagramPacket

receiver

DatagramSocket



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Socket - classe InetAddress Obtener una InetAddress

– public static InetAdress getByName(String hostName)– public static InetAdress getByAddress(byte[] addr)– public static InetAdress getByAddress(String host, byte[] addr)– public static InetAdress getLocalHost()

– ex: para Solfoc.fib.upc.es 147.83.41.34• hostName = “Solfoc.fib.upc.es” • addr[0]=147 addr[1]=83 addr[2]=41 addr[3]=34

Servicios

– public byte[] getAddress ()

• devuelve addr[0]=147 addr[1]=83 addr[2]=41 addr[3]=34– public String getHostAddress ()

• devuelve “147.83.41.34”– public String getHostName ()

• devuelve “Solfoc.fib.upc.es”



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Socket - classe Socket : constructores Tcp: utilización de flujos de datos Java:

– clase InputStream

– clase OutputStream

Constructores

– Socket(InetAdress address, int port)

– Socket(InetAdress address, int port, InetAdress localAddr, int localPort)

– Socket(String host, int port)

– Socket(String host, int port, InetAdress localAddr, int localPort)

– address, host, port: caracteristicas del servidor



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Socket - classe Socket Métodos de información del socket

– InetAddress getInetAddress ()

Devuelve la InetAddress del servidor.

– InetAddress getLocalAddress ()

Devuelve la InetAdress del cliente.

– int getLocalPort ()

Devuelve el puerto local utlizado por el socket.

– int getPort ()

Devuelve el puerto del servidor .



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Socket - classe ServerSocket Constructores

– ServerSocket (int port)

– ServerSocket (int port, int backlog)

– ServerSocket (int port, int backlog, InetAddress bindAddr)

Métodos de comunicación

– Socket accept ()

espera una conexión sobre el ServerSocket

– void close ()



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Socket - classe ServerSocket Mètodos de información del socket

– InetAddress getInetAddress ()

Devuelve la InetAdress del servidor.


Devuelve el puerto del servidor utlizado por el socket.

– void setSoTimeout (int timeout)• 0 : accept bloqueando.

• N (<>0): accept bloqueara durante n milisegundos

– int getSoTimeout ()

Devuelve la corriente timeout



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Server(){

ServerSocket listen=null; Socket service=null;

try{

listen=new ServerSocket(5432,5);

while(true){ service=listen.accept();

OutputStream os=service.getOutputStream(); InputStream is=service.getInputStream();

os.write(is.read()); service.close(); }

} catch(Exception e){e.printStackTrace();}

}

Socket - Ejemplo de servidor



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Socket - Ejemplo de cliente

Client(){

Socket mySock=null;

try{

mySock=new Socket(InetAddress.getLocalHost(),5432); OutputStream os=mySock.getOutputStream(); InputStream is=mySock.getInputStream();

os.write((int)'a');

System.out.println("receive:"+is.read()); mySock.close();

} catch(Exception e){e.printStackTrace();}

}



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Socket - classe DatagramSocket UDP: Utilización de paquetes de datos para la comunicación

– clase DatagramPacket

Constructores

– DatagramSocket ()– DatagramSocket (int port)– DatagramSocket (int port, InetAddress laddr)

Mètodos de comunicación

– void receive (DatagramPacket p)– void send (DatagramPacket p)– void close ()



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Socket - classe DatagramSocket Mètodos de información del socket

– InetAddress getLocalAddress ()

Devuelve la direccion al cual el socket ha hecho el bind.


Devuelve el puerto al cual el socket ha hecho el bind.

– void setSoTimeout (int timeout)

• 0: receive bloqueando.

• N (n<>0): receive bloqueara durante n milisegundos

– int getSoTimeout ()

Devuelve la corriente timeout



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Socket - classe DatagramPacket Constructores:

– public DatagramPacket (byte[] buff, int length)

• Construye un DatagramPacket para recibir paquetes en el buffer buff, de longitud length

– public DatagramPacket (byte[] buff, int length, InetAddress address, int port)

• Construye un DatagramPacket para enviar paquetes con datos del buffer buff, de longitud length, a la

@IP address y el puerto port.

Servicios:

• Para la manipulación de los diferentes campos de un DatagramPacket disponemos de los siguientes

métodos:

• set/getAddress

• set/getData

• set/getLength

• set/getPort



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Sender(){InetAddress address=InetAddress.getLocalHost();String mess="message to send";int messlength=mess.length();byte[]message=new byte[messlength];

mess.getBytes(0,messlength,message,0);

DatagramPacket packet=new DatagramPacket(message,messlength,address,4321);DatagramSocket sock=new DatagramSocket();

sock.send(packet);}

Receiver(){byte []buffer=new byte[1024];String mess;

DatagramPacket packet=new DatagramPacket(buffer,buffer.length);DatagramSocket sock=new DatagramSocket(4321);

while(true){sock.receive(packet);mess=new String(buffer,0,0npacket.getLength());System.out.println("Packet receive: message="+mess+"-sender="+packet.getAdress.getHostName()+"port="+packet.getPort());

}}

Socket - Ejemplo sender receiver



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Thread - Atributos de un thread en JAVA Un thread es un objeto Java que tiene:

– Nombre

– Prioridad

• Ha de seguir la siguiente relación– MIN_PRIORITY=1 <= Prioridad <= MAX_PRIORITY = 10– La prioridad por defecto es NORM_PRIORITY = 5

se puede crear un Thread de 2 maneras:

– extender la clase Thread y override el metodo run()– implementar la interfaz Runnable



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Thread - la interfaz Runnable

Esta interfaz define solamente un método: run()– public void run()

• “start” el Thread provocara la llamada de este método.

Cada objeto que intenta ejecutar un thread debe implementar la interfaz Runnable.



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Thread - la clase Thread La classe Thread implementa esta interfaz y define un thread que no hace nada.

Cuando se crea un thread no se pone en marcha, se lo hemos de indicar explícitamente por una llamada al método start().

Constructores

– public Thread ()– public Thread (String name)

– public Thread (Runnable target)– public Thread (Runnable target, String name)

– name: nombre del Thread

target: implementacion de una classe que define el metodo run()



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Thread - Scheduling– void run()

• Es el método que ejecutará un thread cuando este se ponga en marcha.

– void start()

• Inicia la ejecución del thread.Provoca la ejecucion de run().

– void join()

• Espera a que un thread termine su ejecución.

• Podemos especificar el tiempo de espera máximo.

– void sleep(long milis)

• Bloquea el thread milis milisegundos.

• Hay otro parámetro que permite afinar más el tiempo de bloqueo en nanosegundos

– void stop/destroy()

• Destruye el thread sin eliminar estructuras, esto es tarea del método join.



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Thread - Servicios generales de la clase Thread

– public String getName()

• Devuelve el nombre que identifica al thread.– public String setName(String name)

• Cambia el nombre del thread.

– public int getPriority()

• Devuelve la prioridad del thread.– public void setPriority (int newPriority)

• Cambia la prioridad del thread

– static Thread currentThread()

• Devuelve el thread que se está ejecutando actualmente.– boolean isAlive()

• true si el Thread esta ejecutando, false si no.



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public class Clock extends Applet implements Runnable {

private Thread clockThread = null;

public void start() { if (clockThread == null) {//create Thread using this runnable clockThread = new Thread(this, "Clock"); clockThread.start(); } }

public void run() { Thread myThread = Thread.currentThread(); while (clockThread == myThread) { repaint(); try {//wait 1 second before refresh Thread.sleep(1000); } catch (InterruptedException e){ // the VM doesn't want us to sleep anymore } } }

public void paint(Graphics g) { // get the time and convert it to a date Date date = Calendar.getInstance().getTime(); g.drawString(DateFormat.getTimeInstance().format(date),5,10); } //overrides Apllet ’s stop method public void stop() { clockThread = null; }}

Thread - Ejemplo



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Thread - Sincronización Ejemplo de problema : Acceso a una variable global

– se solucionaría de la siguiente forma:

synchronized (this)

{

x++;

}

(this es la clase que contiene la variable global)

– Con esto se garantiza el acceso en exclusión mutua a la variable.



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Thread - Sincronización(I) Acceso a un método en exclusión mutua : tenemos las siguientes opciones

– Igual que el ejemplo anterior :synchronized (this) {

this.setValue(8);}

– Declarando el método como sincronizado:

• los metodos set() y get() seran ejecutados en exclusión mutua

public class VarGlobal{

int valorCompartida=123;

public synchronized int get(){return valorCompartida;

}

public synchronized void set(int v){valorCompartida=v;

}}



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También se pueden sincronizar varios threads mediante los monitores, utilizando los métodos:

– wait()

espera que otro Thread llama notify() o notifyAll()– notify()

despierta uno sólo Thread que espera en este monitor.– notifyAll()

despierta todos los Thread que espera en este monitor.

Ejemplo de un monitor:

Thread - Sincronización (II)



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public class ProductorConsumer { private int value; private boolean valueAvailable = false;

public synchronized int get() { int ret;

while (valueAvailable == false) { try { wait(); } catch (InterruptedException e) { } } valueAvailable = false;

ret =value; notifyAll(); return ret; }

public synchronized void put(int val) { while (valueAvailable == true) { try { wait(); } catch (InterruptedException e) { } } value = val; valueAvailable = true; notifyAll(); }}

Thread - Sincronización (III) - monitor

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