Java程序設(shè)計(jì)（第3版）課件 單元5-任務(wù)3 飄動(dòng)字幕動(dòng)畫程序設(shè)計(jì)

任務(wù)三：飄動(dòng)字幕動(dòng)畫程序設(shè)計(jì)單元五：Java語言高級(jí)程序設(shè)計(jì)教學(xué)目標(biāo)知識(shí)目標(biāo)掌握線程的概念以及線程與進(jìn)程的區(qū)別；理解線程的狀態(tài)和生命周期；掌握Thread類和Runnable接口的常用方法。能力目標(biāo)運(yùn)用多線程的實(shí)現(xiàn)方法處理線程問題；能會(huì)繼承Thread類或?qū)崿F(xiàn)Runnable接口來完成多線程技術(shù)實(shí)現(xiàn)。教學(xué)內(nèi)容4任務(wù)陳述123知識(shí)準(zhǔn)備任務(wù)實(shí)施任務(wù)拓展任務(wù)實(shí)訓(xùn)5任務(wù)描述：

運(yùn)用Java多線程技術(shù)編寫一個(gè)簡單的動(dòng)畫，要求運(yùn)行程序時(shí)窗口會(huì)顯示一個(gè)飄動(dòng)的字幕，每隔1秒字幕會(huì)自動(dòng)改變顯示的位置，先自左向右移動(dòng)，到達(dá)窗口右邊界時(shí)，再改變?yōu)樽杂蚁蜃笠苿?dòng)。運(yùn)行結(jié)果：1.任務(wù)陳述

計(jì)算機(jī)用來模擬和解決人們現(xiàn)實(shí)生活中問題，因此使用編程語言描述現(xiàn)實(shí)世界同樣需要串、并行共存。計(jì)算機(jī)中的并行處理即同時(shí)處理多個(gè)任務(wù)，一般叫“多任務(wù)”。多任務(wù)處理方式的優(yōu)點(diǎn)是充分利用CPU資源，提高效率。含有多個(gè)CPU的計(jì)算機(jī)可將不同任務(wù)分配到不同CPU實(shí)現(xiàn)并行處理；單CPU則靠快速切換任務(wù)來模擬并行處理，使系統(tǒng)的空轉(zhuǎn)時(shí)間最少。2.知識(shí)準(zhǔn)備3.1線程與進(jìn)程的概念和關(guān)系3.1.1線程與進(jìn)程的概念程序（program）是為實(shí)現(xiàn)特定目標(biāo)或解決特定問題而用計(jì)算機(jī)語言編寫的命令序列的集合。進(jìn)程（Process）是程序關(guān)于某個(gè)數(shù)據(jù)集合上的一次運(yùn)行活動(dòng)，對(duì)應(yīng)了從代碼加載、執(zhí)行至執(zhí)行完畢的一個(gè)完整過程，是系統(tǒng)進(jìn)行資源分配和調(diào)度的一個(gè)獨(dú)立單位。線程（Thread）是進(jìn)程的一個(gè)實(shí)體，CPU調(diào)度和分派的基本單位，是比進(jìn)程更小的能獨(dú)立運(yùn)行的基本單位。2.知識(shí)準(zhǔn)備3.1.2線程與進(jìn)程的關(guān)系一個(gè)線程只能屬于一個(gè)進(jìn)程，而一個(gè)進(jìn)程可以有多個(gè)線程，但至少有一個(gè)線程。操作系統(tǒng)把資源分配給進(jìn)程，而同一進(jìn)程的所有線程共享該進(jìn)程的所有資源。進(jìn)程和線程的關(guān)系可以比喻成：當(dāng)打開Word（Office中的Word）程序，編寫工作計(jì)劃.doc文件---打開一個(gè)進(jìn)程而當(dāng)執(zhí)行這個(gè)文件的打印工作---調(diào)用了Word中的一個(gè)線程線程是作為CPU調(diào)度和分配的基本單位，而進(jìn)程是擁有資源的基本單位。2.知識(shí)準(zhǔn)備3.2線程的生命周期

一個(gè)線程都要經(jīng)歷一個(gè)從出現(xiàn)到死亡的過程，我們把這個(gè)過程稱之為生命周期。線程的生命周期包括4種狀態(tài)：New（新生）、Runnable（可運(yùn)行）、Blocked（被阻塞）和Dead（死亡）。2.知識(shí)準(zhǔn)備3.2.1新生狀態(tài)當(dāng)使用new操作符創(chuàng)建一個(gè)新的線程時(shí)，線程并不是馬上進(jìn)行運(yùn)行，此時(shí)線程處在新生（new）狀態(tài)。3.2.2可運(yùn)行狀態(tài)當(dāng)處于新生狀態(tài)的線程調(diào)用了start方法后，線程就開啟了成為了可運(yùn)行（Runnable）了。3.2.3被阻塞狀態(tài)當(dāng)線程在可運(yùn)行狀態(tài)下執(zhí)行了睡眠（sleep）、阻塞I/O操作、等待（wait）等操作后，線程就進(jìn)入了被阻塞狀態(tài)，另一個(gè)線程就可以被調(diào)度運(yùn)行了。3.2.4死亡狀態(tài)線程在可運(yùn)行狀態(tài)下經(jīng)過一個(gè)正常的run方法結(jié)束完成自然死亡。再有就是可以使用stop方法來殺死一個(gè)線程，同時(shí)拋出一個(gè)ThreadDeath錯(cuò)誤對(duì)象。2.知識(shí)準(zhǔn)備注意：Java規(guī)范中并沒有把運(yùn)行單獨(dú)作為一個(gè)狀態(tài)，因?yàn)榧词拐{(diào)用了start方法，是否接著運(yùn)行還要看CPU是否有空閑調(diào)用。3.3線程的創(chuàng)建3.3.1Thread類的簡介Thread類是Java提供用來的創(chuàng)建線程的核心類，存在于java.lang包中，它綜合了一個(gè)線程所需的屬性和方法，可以使用該類進(jìn)行線程的創(chuàng)建、線程的常用操作以及設(shè)置線程優(yōu)先級(jí)等。

常用方法：

構(gòu)造方法：

publicThread()：創(chuàng)建一個(gè)新的線程對(duì)象。

publicThread(Stringname)：創(chuàng)建一個(gè)名字為name的新線程對(duì)象。

publicThread(Runnabletarget,Stringname)：在現(xiàn)有的target對(duì)象基礎(chǔ)

上創(chuàng)建一個(gè)名字為name的線程對(duì)象，新的對(duì)象實(shí)際上是把target作為

了運(yùn)行對(duì)象。2.知識(shí)準(zhǔn)備常用方法：

publicvoidstart()：啟動(dòng)線程。如果能獲得CPU的使用權(quán)就會(huì)自動(dòng)執(zhí)行調(diào)用run()方法。

publicvoidrun()：這是Thread線程類中最重要的方法，是線程執(zhí)行的起點(diǎn)，線程具體的操作都要編寫在此方法中。publicstaticvoidsleep(longmills)：使正在運(yùn)行的線程休眠mills好秒后再運(yùn)行。publicfinalgetPriority()：獲得線程的優(yōu)先級(jí)。publicfinalsetPriority(intpriority)：設(shè)置線程的優(yōu)先級(jí)。publicfinalbooleanisAlive()：判斷線程是否在活動(dòng)，如果是返回true，否則返回false。2.知識(shí)準(zhǔn)備3.3.2Runnable接口Java不支持多繼承。一旦一個(gè)類繼承了Thread類，就不能再繼承其他的類。用戶若想讓其他類支持多線程，那么這個(gè)類還可以通過實(shí)現(xiàn)Runnable接口。Runnable接口位于java.lang包中，只提供了一個(gè)run()方法，該方法與Thread類中run()方法作用一樣，線程執(zhí)行的具體操作都要寫在此方法中。2.知識(shí)準(zhǔn)備3.3.3使用Thread類創(chuàng)建線程創(chuàng)建步驟：首先編寫的線程類需要繼承Thread類來實(shí)現(xiàn)多線程。其次設(shè)計(jì)Thread的子類，然后根據(jù)工作需要重新設(shè)計(jì)線程中的run方法（方法的重寫）。最后再使用start方法啟動(dòng)線程，將執(zhí)行權(quán)轉(zhuǎn)交給run()方法?！纠?-1】下面示例演示使用Thread類來創(chuàng)建線程并啟動(dòng)線程，然后要求在線程中進(jìn)行每隔1秒鐘打印一行數(shù)據(jù)。2.知識(shí)準(zhǔn)備【注意】這個(gè)程序的運(yùn)行結(jié)果在不同機(jī)器上結(jié)果是不一樣的，到底什么時(shí)候使用線程1還是線程2是由操作系統(tǒng)的線程處理機(jī)制控制的。并且這個(gè)運(yùn)行不會(huì)結(jié)束，只有強(qiáng)行關(guān)掉應(yīng)用程序線程才會(huì)關(guān)閉。因此注意在寫run()方法時(shí)一定要在里面加入結(jié)束判斷語句，可以是有限次的循環(huán)，也可以是對(duì)某個(gè)界限的判斷。publicclassThreadExextendsThread{//繼承Thread類publicThreadEx(Stringname){//帶名字的構(gòu)造方法super(name);}//重寫run()方法，編寫代碼publicvoidrun(){System.out.println(this.getName()+”打印信息”);try{Thread.sleep(1000);//讓線程休眠1秒鐘，并拋出異常}catch(Exceptionex){ex.printStackTrace();}}publicclassMain{publicstaticvoidmain(Stringargs[]){//創(chuàng)建線程對(duì)象ThreadExthread1=newThreadEx(“線程1”);ThreadExthread2=newThreadEx(“線程2”);//啟動(dòng)線程thread1.start();thread2.start();}}【例5-1】關(guān)鍵代碼上面的例子沒有辦法預(yù)測(cè)是哪個(gè)線程先運(yùn)行是因?yàn)檫@兩個(gè)線程被CPU認(rèn)為是相同優(yōu)先級(jí)的線程。如要想使得線程之間可以有個(gè)預(yù)想的執(zhí)行順序那么可以通過setPriority(intpriority)方法來設(shè)置線程的優(yōu)先級(jí)，優(yōu)先級(jí)的改變是可以影響CPU調(diào)用線程的順序。優(yōu)先級(jí)是一個(gè)1-10的數(shù)，默認(rèn)為5，Thread類中包含了3個(gè)靜態(tài)常量：publicstaticfinalintNORM_PRIORITY=5publicstaticfinalintMIN_PRIORITY=1publicstaticfinalintMAX_PRIORITY=10【例5-2】根據(jù)上例加入線程優(yōu)先級(jí)設(shè)置，要求線程1的優(yōu)先級(jí)最高，線程2的優(yōu)先級(jí)最低。2.知識(shí)準(zhǔn)備publicclassThreadExextendsThread{//繼承Thread類publicThreadEx(Stringname,intpriority){//帶名字的構(gòu)造方法super(name);this.setPriority(priority);}publicvoidrun(){//與上例一樣}publicclassMain{publicstaticvoidmain(Stringargs[]){//創(chuàng)建線程對(duì)象，并設(shè)置優(yōu)先級(jí)ThreadExthread1=newThreadEx(“線程1”,Thread.MAX_PRIORITY);ThreadExthread2=newThreadEx(“線程2”,Thread.MIN_PRIORITY);//啟動(dòng)線程thread1.start();thread2.start();}}【例5-2】關(guān)鍵代碼3.3.4使用Runnable接口創(chuàng)建線程創(chuàng)建步驟：首先線程類需要實(shí)現(xiàn)Runnable接口；其次實(shí)現(xiàn)接口中的run()方法；然后創(chuàng)建一個(gè)線程對(duì)象，并將對(duì)象作為參數(shù)傳遞給Thread類的構(gòu)造方法，從而生成一個(gè)Thread類；最后調(diào)用start()方法啟動(dòng)線程?！纠?-3】下面示例演示使用Runnable接口來創(chuàng)建線程并啟動(dòng)線程，然后要求在線程中進(jìn)行沒隔1秒鐘打印一行數(shù)據(jù)。2.知識(shí)準(zhǔn)備publicvoidrun(){System.out.println(name+”打印信息”);try{Thread.sleep(1000);//讓線程休眠1秒鐘，并拋出異常}catch(Exceptionex){ex.printStackTrace();}}publicstaticvoidmain(Stringargs[]){//創(chuàng)建線程目標(biāo)對(duì)象RunnableExre1=newRunnableEx(“線程1”);RunnableExre2=newRunnableEx(“線程2”);//創(chuàng)建線程對(duì)象Threadt1=newThread(re1);Threadt2=newThread(re2);//啟動(dòng)線程t1.start();t2.start();}【例5-3】關(guān)鍵代碼實(shí)施思路在窗口中，通過JLabel顯示一行文字，通過啟動(dòng)一個(gè)線程，在線程中每隔一秒改變一次JLabel對(duì)象的位置可實(shí)現(xiàn)字幕飄動(dòng)的動(dòng)畫效果；創(chuàng)建一個(gè)主類MovingText繼承JFrame實(shí)現(xiàn)Runnable接口；主類MovingText構(gòu)造方法中創(chuàng)建JLabel對(duì)象，創(chuàng)建線程對(duì)象并啟動(dòng)線程；實(shí)現(xiàn)Runnable的run方法，用sleep方法休眠一秒，修改JLabel對(duì)象位置；在main方法中實(shí)例化MovingText。3.任務(wù)實(shí)施程序代碼publicvoidrun(){

try{

Threadt=Thread.currentThread(); System.out.println("當(dāng)前線程是:"+t); while(true){

Thread.sleep(1000);//睡眠一秒鐘

m_label.setBounds(10+i*10,100,150,50);//設(shè)置飄動(dòng)標(biāo)志 if(i>20) bRight=false; if(i<0) bRight=true; if(bRight) i++; else i--; } }catch(Exceptione){ }3.任務(wù)實(shí)施一、實(shí)現(xiàn)Runnable接口比繼承Thread類所具有的優(yōu)勢(shì)1.適合多個(gè)相同的程序代碼的線程去處理同一個(gè)資源；2.可以避免java中的單繼承的限制；3.增加程序的健壯性，代碼可以被多個(gè)線程共享，代碼和