《Java程序設(shè)計(jì)教程》課件第12章 Java高級(jí)編程

網(wǎng)絡(luò)編程2多線程31多媒體編程33本章內(nèi)容提要

多線程是指同時(shí)存在幾個(gè)執(zhí)行體，按幾條不同的執(zhí)行線索共同工作的情況。Java語(yǔ)言內(nèi)置對(duì)多線程的支持，這是Java語(yǔ)言的重要特點(diǎn)之一。它使得編程人員可以很方便地開(kāi)發(fā)出具有多線程功能、能同時(shí)處理多個(gè)任務(wù)的功能強(qiáng)大的應(yīng)用程序。

12.1多線程關(guān)于線程的幾個(gè)術(shù)語(yǔ)

1．程序

程序是一段靜態(tài)代碼，它是應(yīng)用軟件執(zhí)行的藍(lán)本。2．進(jìn)程

進(jìn)程是程序的一次動(dòng)態(tài)執(zhí)行過(guò)程，它對(duì)應(yīng)了從代碼加載、執(zhí)行至執(zhí)行完畢的一個(gè)完整過(guò)程，這個(gè)也是進(jìn)程本身從產(chǎn)生、發(fā)展至消亡的過(guò)程。3．線程線程與進(jìn)程相似，是比進(jìn)程更小的執(zhí)行單位，線程是一段完成某個(gè)特定功能的代碼。12.1多線程4．多線程

多線程是一種允許在程序中并發(fā)執(zhí)行彼此間相互獨(dú)立的多個(gè)線程的控制機(jī)制。多線程的執(zhí)行是并發(fā)的，是邏輯上的“同時(shí)”，而不是物理上的“同時(shí)”。多個(gè)線程看似是同時(shí)執(zhí)行，但事實(shí)上CPU只有一個(gè)，只能是輪流執(zhí)行，線程不是真正的并行，只是并發(fā)。為了建立這些線程正在同步執(zhí)行的感覺(jué)，Java快速地把控制從一個(gè)線程切換到另一個(gè)線程。12.1多線程創(chuàng)建和使用線程

Java語(yǔ)言中包含了一個(gè)Thread類(lèi)對(duì)多線程的概念提供支持。Thread類(lèi)實(shí)現(xiàn)了Runnable接口，在Runnable接口中定義了run()方法，創(chuàng)建線程類(lèi)就要實(shí)現(xiàn)run()方法。

其格式定義為：

publicvoidrun(){}12.1多線程在Java中有兩種定義線程類(lèi)的方法1．定義Thread類(lèi)的子類(lèi)構(gòu)造線程定義一個(gè)繼承Thread類(lèi)的子類(lèi)，并在該類(lèi)中重寫(xiě)線程類(lèi)的run()方法?？梢灾苯訉?shí)例化這個(gè)類(lèi)，這個(gè)類(lèi)的實(shí)例就是一個(gè)可執(zhí)行的線程。[例12-1]通過(guò)繼承Thread類(lèi)構(gòu)造線程體12.1多線程2．通過(guò)接口構(gòu)造線程實(shí)現(xiàn)java.lang.Runnable接口，并實(shí)現(xiàn)其run()方法。這個(gè)類(lèi)的實(shí)例并不是一個(gè)可執(zhí)行的線程，必須將它的實(shí)例作為參數(shù)傳給Thread類(lèi)，做進(jìn)一步的封裝。[例12-2]通過(guò)實(shí)現(xiàn)Runnable接口構(gòu)造線程體12.1多線程3．兩種方法的比較（1）繼承Thread類(lèi)優(yōu)點(diǎn)：代碼簡(jiǎn)單，實(shí)現(xiàn)線程直觀易懂。缺點(diǎn)：將無(wú)法再繼承其他類(lèi)。（2）實(shí)現(xiàn)Runnable接口優(yōu)點(diǎn)：要實(shí)現(xiàn)多線程只能采用實(shí)現(xiàn)Runnable接口的方法。缺點(diǎn)：沒(méi)有直接使用繼承Thread類(lèi)創(chuàng)建線程方便。12.1多線程線程的調(diào)度1．線程的狀態(tài)線程的狀態(tài)表示了線程正在進(jìn)行的活動(dòng)以及在這段時(shí)間內(nèi)線程能完成的任務(wù)。下圖表示了一個(gè)Java線程所具有的不同狀態(tài)。12.1多線程新建不可運(yùn)行運(yùn)行中可運(yùn)行死亡2．線程的優(yōu)先級(jí)多線程系統(tǒng)會(huì)給每個(gè)線程自動(dòng)分配一個(gè)線程的優(yōu)先級(jí)，任務(wù)較緊急的線程,，其優(yōu)先級(jí)就較高，相反則較低。在線程排隊(duì)時(shí)，優(yōu)先級(jí)高的線程可以排在較前的位置，能優(yōu)先享用到處理器資源，對(duì)于優(yōu)先級(jí)相同的線程。則遵循隊(duì)列的“先進(jìn)先出”的原則。12.1多線程設(shè)置優(yōu)先級(jí)的語(yǔ)句為：

Threadt1=newThread();t1.setPriority(5);Thread類(lèi)還定義了3個(gè)常數(shù)，來(lái)表示線程優(yōu)先級(jí)。

MAX_PRIORITY：最高優(yōu)先級(jí)（值為10）。

MIN_PRIORITY：最低優(yōu)先級(jí)（值為1）。

NORM_PRIORITY：默認(rèn)優(yōu)先級(jí)（值為5）。12.1多線程3．線程常用方法（1）start()（2）run()（3）join()（4）wait()（5）interrupt()（6）sleep(intmillsecond)12.1多線程（7）notify()（8）notifyAll()（9）isAlive()（10）currentThread()（11）getName()[例12-3]打斷線程12.1多線程張三正在睡覺(jué)，不聽(tīng)課上課!上課!上課!張三被老師叫醒了張三開(kāi)始聽(tīng)課[例12-4]銀行匯款12.1多線程sum=100sum=200sum=300sum=400sum=500sum=600網(wǎng)絡(luò)編程基本知識(shí)

1．網(wǎng)絡(luò)通信方式面向連接的通信方式指雙方通信前首先建立連接，然后在傳遞數(shù)據(jù)，所有數(shù)據(jù)以包的形式按照一定的順序發(fā)送和接收，最后關(guān)閉連接。面向無(wú)連接的通信方式指雙方通信前不需要建立連接，雙方利用數(shù)據(jù)報(bào)來(lái)發(fā)送和接收相互獨(dú)立的數(shù)據(jù)包，是一種非可靠的無(wú)連接投遞報(bào)文的通信服務(wù)。12.2網(wǎng)絡(luò)編程2．通信協(xié)議TCP與UDP網(wǎng)絡(luò)上主機(jī)之間的應(yīng)用程序進(jìn)行通信時(shí)有兩個(gè)互不相同的傳輸協(xié)議：TCP（傳輸控制協(xié)議）和UDP（用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議）。TCP是一種面向連接的保證可靠傳輸?shù)膮f(xié)議。UDP是一種無(wú)連接的協(xié)議，每個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)都是一個(gè)獨(dú)立的信息，包括完整的源地址或目的地址。

12.2網(wǎng)絡(luò)編程3．通信連接當(dāng)采用TCP協(xié)議時(shí)，通信雙方之間首先要建立連接，也就是兩者分別運(yùn)行不同的程序，由一端發(fā)出連接請(qǐng)求，另一端等候連接請(qǐng)求，當(dāng)?shù)群蚨耸盏秸?qǐng)求并接受請(qǐng)求后，兩個(gè)程序就建立起一個(gè)連接，之后通過(guò)該連接進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。此時(shí)請(qǐng)求方稱為客戶端，接收方稱為服務(wù)端。這種通信機(jī)制稱為客戶/服務(wù)器（C/S）模式。12.2網(wǎng)絡(luò)編程

URL編程

1．URL的組成

URL的基本結(jié)構(gòu)由五部分組成：

<協(xié)議名>://<主機(jī)名>[:<端口號(hào)>][/<文件名>][#<引用>]12.2網(wǎng)絡(luò)編程2．創(chuàng)建一個(gè)URL

（1）publicURL(Stringspec);

（2）publicURL(URLcontext,Stringspec);

（3）publicURL(Stringprotocol,Stringhost,Stringfile);

（4）publicURL(Stringprotocol,Stringhost,intport,Stringfile);

12.2網(wǎng)絡(luò)編程3．解析URL

一個(gè)URL對(duì)象生成后，其屬性是不能被改變的，但是URL類(lèi)提供一些方法可以獲取這些屬性：publicStringgetProtocol()publicStringgetHost()

publicintgetPort()publicStringgetFile()12.2網(wǎng)絡(luò)編程4．通過(guò)URL訪問(wèn)網(wǎng)絡(luò)資源當(dāng)建立一個(gè)URL對(duì)象后，就可以通過(guò)它讀取指定的網(wǎng)絡(luò)資源。如果希望通過(guò)URL訪問(wèn)文本資源，可以使用URL的方法openStream()，其定義為：

InputStreamopenStream();WWW，F(xiàn)TP等標(biāo)準(zhǔn)化的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)都是基于TCP協(xié)議的，所以本質(zhì)上講URL編程也是基于TCP的一種應(yīng)用。12.2網(wǎng)絡(luò)編程[例12-6]利用URL訪問(wèn)網(wǎng)站文件資源12.2網(wǎng)絡(luò)編程openingStream<!DOCTYPEhtmlPUBLIC"-//W3C//DTDXHTML1.0Transitional//EN""/TR/xhtml1/DTD/xhtml1-transitional.dtd"><!--savedfromurl=(0014)about:internet--><htmlxmlns="/1999/xhtml"><head><metahttp-equiv="Content-Language"content="zh-cn"/><title>長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)ChangChunUniversityOfTechnology當(dāng)前在線:237</title><metahttp-equiv="Content-Type"content="text/html;charset=gb2312"/><!--頁(yè)面設(shè)計(jì):JOBO,后期加工:苦蟬,模版編輯:跨平臺(tái)-->……StreamClosedSocket通信

Socket通信是以TCP為通信協(xié)議的一種面向連接的通信方式。Socket被稱為套接字，用于描述網(wǎng)絡(luò)的IP地址和端口，Java應(yīng)用程序通過(guò)套接字向網(wǎng)絡(luò)發(fā)出請(qǐng)求，或者應(yīng)答網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求來(lái)建立相互間的通信。12.2網(wǎng)絡(luò)編程1．Socket通信模式網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序通常采用客戶/服務(wù)器（C/S）模式，通過(guò)Socket進(jìn)行C/S程序設(shè)計(jì)的一般連接過(guò)程是這樣的：服務(wù)器端（Server）監(jiān)聽(tīng)某個(gè)端口是否有連接請(qǐng)求，客戶端（Client）向服務(wù)器端發(fā)出連接請(qǐng)求，服務(wù)器端向客戶端發(fā)回接受消息。一個(gè)連接就建立起來(lái)，此后，服務(wù)器端和客戶就可以與對(duì)方進(jìn)行通信了。12.2網(wǎng)絡(luò)編程

在選擇端口時(shí)，必須小心。每一個(gè)端口提供一種特定的服務(wù)，只有給出正確的端口，才能獲得相應(yīng)的服務(wù)。端口號(hào)時(shí)，最好選擇一個(gè)大于1023的數(shù)以防止發(fā)生沖突。0~1023的端口號(hào)為系統(tǒng)所保留，例如http服務(wù)的端口號(hào)為80，telnet服務(wù)的端口號(hào)為21，ftp服務(wù)的端口號(hào)為23，所以在選擇在創(chuàng)建socket時(shí)如果發(fā)生錯(cuò)誤，將產(chǎn)生IOException，在程序中必須對(duì)之作出處理。所以在創(chuàng)建Socket或ServerSocket是必須捕獲或拋出例外。12.2網(wǎng)絡(luò)編程[例12-6]利用Socket建立通信連接，設(shè)計(jì)C/S結(jié)構(gòu)應(yīng)用程序

程序運(yùn)行時(shí)應(yīng)首先啟動(dòng)服務(wù)端程序，然后再運(yùn)行客戶端；如果希望在兩個(gè)主機(jī)上運(yùn)行該程序，需要修改客戶端程序中創(chuàng)建Socket對(duì)象時(shí)的服務(wù)器地址參數(shù)。12.2網(wǎng)絡(luò)編程數(shù)據(jù)報(bào)通信數(shù)據(jù)報(bào)通信是以UDP為通信協(xié)議的一種無(wú)連接的通信方式。數(shù)據(jù)報(bào)又稱為UDP套接字，它無(wú)需建立、拆除連接，而是直接將信息打包傳向指定的目的地，使用簡(jiǎn)單，占用系統(tǒng)資源少，適合于非實(shí)時(shí)的通信。12.2網(wǎng)絡(luò)編程1．DatagramSocket類(lèi)和DatagramPacket類(lèi)（1）DatagramSocket類(lèi)

DatagramSocket（）

DatagramSocket（intprot）

DatagramSocket(intport,InetAddressladdr)

上述的三個(gè)構(gòu)造方法都聲明拋棄非運(yùn)行時(shí)例外SocketException，程序中必須進(jìn)行處理，或者捕獲、或者聲明拋棄。12.2網(wǎng)絡(luò)編程（2）DatagramSocket類(lèi)

DatagramPacket（bytebuf[],intlength）

DatagramPacket(bytebuf[],intlength,InetAddressaddr,intport)DatagramPacket(byte[]buf,intoffset,intlength)DatagramPacket(byte[]buf,intoffset,intlength,InetAddressaddress,intport)

12.2網(wǎng)絡(luò)編程

第一種和第三種構(gòu)造方法用來(lái)創(chuàng)建接收數(shù)據(jù)的對(duì)象，然后調(diào)用DatagramSocket的方法receive()等待數(shù)據(jù)報(bào)的到來(lái)，receive()將一直等待，直到收到一個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)為止。例如：

DatagramPacketpacket=newDatagramPacket(buf,256);

Socket.receive(packet);

12.2網(wǎng)絡(luò)編程

第二種和第三種構(gòu)造方法用來(lái)創(chuàng)建發(fā)送數(shù)據(jù)報(bào)給遠(yuǎn)程節(jié)點(diǎn)的對(duì)象，發(fā)送數(shù)據(jù)是通過(guò)DatagramSocket的方法send()實(shí)現(xiàn)的，send()根據(jù)數(shù)據(jù)報(bào)的目的地址來(lái)尋徑，以傳遞數(shù)據(jù)報(bào)。例如：

DatagramPacketpacket=newDatagramPacket(buf,length,address,port);

Socket.send(packet)；12.2網(wǎng)絡(luò)編程[例12-7]利用數(shù)據(jù)報(bào)通信模式，建立應(yīng)用程序的無(wú)連接通信。

12.2網(wǎng)絡(luò)編程客戶端運(yùn)行情況：輸入發(fā)送的信息：你好，服務(wù)端請(qǐng)接受數(shù)據(jù)報(bào)！客戶端發(fā)送數(shù)據(jù)報(bào)完畢!

客戶端接收返回的數(shù)據(jù)報(bào)!服務(wù)端運(yùn)行情況：服務(wù)器收到數(shù)據(jù)報(bào)!

多媒體指?jìng)鬟f信息的載體，如數(shù)字、文字、聲音、圖形、圖像等等，多媒體技術(shù)的應(yīng)用使得計(jì)算機(jī)軟件變得豐富多彩、趣味盎然。JMF是Java語(yǔ)言的一個(gè)用于多媒體處理的擴(kuò)展應(yīng)用開(kāi)發(fā)包，其集成了多種媒體的采集、播放、傳輸?shù)忍幚?，?yīng)用JMF開(kāi)發(fā)包可以大大簡(jiǎn)化多媒體編程。12.3多媒體編程JMF功能以下是JMF支持的功能：1.播放各種媒體文件，如AU、AVI、MIDI、WAV等；2.播放從互聯(lián)網(wǎng)上下載的媒體流；3.利用麥克風(fēng)和攝像機(jī)一類(lèi)的設(shè)備截取音頻和視頻，并保存為多媒體文件；4.處理多媒體文件，轉(zhuǎn)換文件格式；5.向互聯(lián)網(wǎng)上傳音頻和視頻數(shù)據(jù)流；6.在互聯(lián)網(wǎng)上廣播音頻和視頻數(shù)據(jù)。12.3多媒體編程JMF的結(jié)構(gòu)1.數(shù)據(jù)源2.截取設(shè)備

3.播放器

4.處理器

5.數(shù)據(jù)格式

6.管理器12.3多媒體編程JMF的媒體播放器媒體播放器是JMF的一個(gè)基本功能，視頻、音頻等多媒體都需要它的支持才能實(shí)現(xiàn)播放，媒體播放器的應(yīng)用接口包括一個(gè)可視組件和一個(gè)控制面板組件，開(kāi)發(fā)者可以使用默認(rèn)的控制面板，也可以自行設(shè)計(jì)一個(gè)專(zhuān)用的用戶界面。12.3多媒體編程1．準(zhǔn)備啟動(dòng)播放器媒體播放器不能立即啟動(dòng)，因?yàn)閱?dòng)之前需要滿足一些軟硬件的要求。例如，如果媒體播放器從未啟動(dòng)過(guò)，就需要為其存儲(chǔ)媒體數(shù)據(jù)流分配內(nèi)存緩沖區(qū)。在準(zhǔn)備啟動(dòng)過(guò)程中，首先調(diào)用realize()方法，使媒體播放器進(jìn)入Realizing狀態(tài)，然后在調(diào)用prefetch()方法，使媒體播放器進(jìn)入Prefetching狀態(tài)，并開(kāi)始預(yù)取過(guò)程。12.3多媒體編程2．啟動(dòng)和停止播放器調(diào)用start()方法使媒體播放器進(jìn)入Started狀態(tài)，如果調(diào)用了start()方法，而媒體播放器又沒(méi)有預(yù)取到數(shù)據(jù)，則start()方法將執(zhí)行預(yù)取操作，在取到媒體數(shù)據(jù)后，媒體播放器進(jìn)入播放狀態(tài)（started狀態(tài)）。12.3多媒體編程3．釋放媒體播放器資源當(dāng)媒體處于stopped狀態(tài)時(shí)，可以調(diào)用deallocate()方法釋放其占用的獨(dú)占性資源，并盡量減少對(duì)非獨(dú)占性資源的使用。對(duì)處于Prefetching或Prefeched狀態(tài)的媒體播放器調(diào)用deallocate()方法將使其退回到Realized狀態(tài)。如果媒體播放器處于播放狀態(tài)時(shí)調(diào)用deallocate()方法將產(chǎn)生一個(gè)DeallocateEvent事件，并返回到Unrealized狀態(tài)。12