《Java程序設(shè)計教程》 第12章

1、Java程序設(shè)計精編教程 第12章配合例子源代碼一起使用Power point 制作：耿祥義 張躍平Java多線程機(jī)制 2010-8-11導(dǎo)讀主要內(nèi)容Java中的線程Thread子類創(chuàng)建線程使用Runnable接口線程的常用方法線程同步在同步方法中使用wait()、notify 和notifyAll()方法線程聯(lián)合2010-8-1212.1 進(jìn)程與線程 12.1.1 操作系統(tǒng)與進(jìn)程 程序是一段靜態(tài)的代碼，它是應(yīng)用軟件執(zhí)行的藍(lán)本。 進(jìn)程是程序的一次動態(tài)執(zhí)行過程，它對應(yīng)了從代碼加載、執(zhí)行至執(zhí)行完畢的一個完整過程，這個過程也是進(jìn)程本身從產(chǎn)生、發(fā)展至消亡的過程。 現(xiàn)代操作系統(tǒng)可以同時管理一個計算機(jī)系統(tǒng)

2、中的多個進(jìn)程，即可以讓計算機(jī)系統(tǒng)中的多個進(jìn)程輪流使用CPU資源。2010-8-1312.1.2 進(jìn)程與線程 線程是比進(jìn)程更小的執(zhí)行單位，一個進(jìn)程在其執(zhí)行過程中，可以產(chǎn)生多個線程，形成多條執(zhí)行線索，每條線索，即每個線程也有它自身的產(chǎn)生、存在和消亡的過程。 線程間可以共享進(jìn)程中的某些內(nèi)存單元(包括代碼與數(shù)據(jù))，線程的中斷與恢復(fù)可以更加節(jié)省系統(tǒng)的開銷。2010-8-1412.2 Java中的線程 12.2.1 Java的多線程機(jī)制 Java語言的一大特性點(diǎn)就是內(nèi)置對多線程的支持。 Java虛擬機(jī)快速地把控制從一個線程切換到另一個線程。這些線程將被輪流執(zhí)行，使得每個線程都有機(jī)會使用CPU資源。 每個J

3、ava應(yīng)用程序都有一個缺省的主線程。 JVM一直要等到Java應(yīng)用程序中的所有線程都結(jié)束之后，才結(jié)束Java應(yīng)用程序 。 2010-8-1512.2.2 線程的狀態(tài)與生命周期 建的線程在它的一個完整的生命周期中通常要經(jīng)歷如下的四種狀態(tài)：1新建: 當(dāng)一個Thread類或其子類的對象被聲明并創(chuàng)建時，新生的線程對象處于新建狀態(tài)。2運(yùn)行 :線程必須調(diào)用start（）方法（從父類繼承的方法）通知JVM，這樣JVM就會知道又有一個新一個線程排隊等候切換了。一旦輪到它來享用CPU資源時，此線程的就可以脫離創(chuàng)建它的主線程獨(dú)立開始自己的生命周期了。 3中斷:有4種原因的中斷： JVM將CPU資源從當(dāng)前線程切換給

4、其他線程，使本線程讓出CPU的使用權(quán)處于中斷狀態(tài)。 線程使用CPU資源期間，執(zhí)行了sleep(int millsecond)方法，使當(dāng)前線程進(jìn)入休眠狀。 線程使用CPU資源期間，執(zhí)行了wait()方法。 線程使用CPU資源期間，執(zhí)行某個操作進(jìn)入阻塞狀態(tài)。4死亡 :處于死亡狀態(tài)的線程不具有繼續(xù)運(yùn)行的能力。線程釋放了實體。 例題12010-8-1612.2.3 線程調(diào)度與優(yōu)先級 處于就緒狀態(tài)的線程首先進(jìn)入就緒隊列排隊等候CPU資源，同一時刻在就緒隊列中的線程可能有多個。Java虛擬機(jī)（JVM）中的線程調(diào)度器負(fù)責(zé)管理線程，調(diào)度器把線程的優(yōu)先級分為10個級別，分別用Thread類中的類常量表示。 Ja

5、va調(diào)度器的任務(wù)是使高優(yōu)先級的線程能始終運(yùn)行，一旦時間片有空閑，則使具有同等優(yōu)先級的線程以輪流的方式順序使用時間片。 2010-8-1712.3 Thread類與線程的創(chuàng)建 12.3.1 使用Thread的子類 在Java語言中，用Thread類或子類創(chuàng)建線程對象。 在編寫Thread類的子類時，需要重寫父類的run()方法，其目的是規(guī)定線程的具體操作，否則線程就什么也不做，因為父類的run()方法中沒有任何操作語句。 例題12010-8-1812.3.2 使用Thread類 創(chuàng)建線程的另一個途徑就是用Thread類直接創(chuàng)建線程對象。使用Thread創(chuàng)建線程通常使用的構(gòu)造方法是：Thread(

6、Runnable target) 該構(gòu)造方法中的參數(shù)是一個Runnable類型的接口。 在創(chuàng)建線程對象時必須向構(gòu)造方法的參數(shù)傳遞一個實現(xiàn)Runnable接口類的實例，該實例對象稱作所創(chuàng)線程的目標(biāo)對象，當(dāng)線程調(diào)用start()方法后，一旦輪到它來享用CPU資源，目標(biāo)對象就會自動調(diào)用接口中的run()方法（接口回調(diào)）。 例題22010-8-1912.3.3 關(guān)于run()方法啟動的次數(shù) 對于具有相同目標(biāo)對象的線程，當(dāng)其中一個線程享用CPU資源時，目標(biāo)對象自動調(diào)用接口中的run方法，這時，run方法中的局部變量被分配內(nèi)存空間，當(dāng)輪到另一個線程享用CPU資源時，目標(biāo)對象會再次調(diào)用接口中的run方法，那

7、么，run()方法中的局部變量會再次分配內(nèi)存空間。也就是說run()方法已經(jīng)啟動運(yùn)行了兩次，分別運(yùn)行在不同的線程中，即運(yùn)行在不同的時間片內(nèi)。 例題22010-8-11012.4 線程的常用方法 1start() ： 線程調(diào)用該方法將啟動線程，使之從新建狀態(tài)進(jìn)入就緒隊列排隊，一旦輪到它來享用CPU資源時，就可以脫離創(chuàng)建它的線程獨(dú)立開始自己的生命周期了。2run(): Thread類的run()方法與Runnable接口中的run()方法的功能和作用相同，都用來定義線程對象被調(diào)度之后所執(zhí)行的操作，都是系統(tǒng)自動調(diào)用而用戶程序不得引用的方法。 3sleep(int millsecond): 優(yōu)先級高的

8、線程可以在它的run()方法中調(diào)用sleep方法來使自己放棄CPU資源，休眠一段時間。 4isAlive(): 線程處于“新建”狀態(tài)時，線程調(diào)用isAlive()方法返回false。在線程的run()方法結(jié)束之前，即沒有進(jìn)入死亡狀態(tài)之前，線程調(diào)用isAlive()方法返回true。 例題3 5currentThread():該方法是Thread類中的類方法，可以用類名調(diào)用，該方法返回當(dāng)前正在使用CPU資源的線程。 6interrupt() ：一個占有CPU資源的線程可以讓休眠的線程調(diào)用interrupt()方法“吵醒”自己，即導(dǎo)致休眠的線程發(fā)生InterruptedException異常，從而

9、結(jié)束休眠，重新排隊等待CPU資源。 例題42010-8-11112.5 線程同步 在處理多線程問題時，我們必須注意這樣一個問題：當(dāng)兩個或多個線程同時訪問同一個變量，并且一個線程需要修改這個變量。我們應(yīng)對這樣的問題作出處理。 在處理線程同步時，要做的第一件事就是要把修改數(shù)據(jù)的方法用關(guān)鍵字synchronized來修飾。 所謂線程同步就是若干個線程都需要使用一個synchronized修飾的方法。 例題52010-8-11212.6 在同步方法中使用wait()、notify 和otifyAll()方法 wait()方法可以中斷方法的執(zhí)行，使本線程等待，暫時讓出CPU的使用權(quán)，并允許其它線程使用這個同步方法。 notifyAll()方法通知所有的由于使用這個同步方法而處于等待的線程結(jié)束等待。曾中斷的線程就會從剛才的中斷處繼續(xù)執(zhí)行這個同步方法，并遵循