第7章多線程編程

第7章多線程編程

本章主要內(nèi)容：

.線程的基本概念；

.Thread類和Runnable接口；

.線程的控制；

.線程的同步；

.線程綜合示例。

2023/2/67.1線程的基本概念進(jìn)程（Process）和線程（Thread）是現(xiàn)代操作系統(tǒng)中兩個(gè)必不可少的運(yùn)行模型。操作系統(tǒng)可以運(yùn)行多個(gè)進(jìn)程，而每個(gè)一個(gè)進(jìn)程中又可以創(chuàng)建一個(gè)或多個(gè)線程。進(jìn)程通常被區(qū)分為系統(tǒng)進(jìn)程和用戶進(jìn)程，而每個(gè)Java程序可看成是一個(gè)用戶進(jìn)程，并可用Java語言提供的Thread類創(chuàng)建一個(gè)或多個(gè)線程，充分利用軟硬件資源。7.1.1線程線程是操作系統(tǒng)中重要概念之一,是程序運(yùn)行的基本執(zhí)行單元。在絕大多數(shù)平臺(tái)上,Java程序是直接利用操作系統(tǒng)的中線程來運(yùn)行的。7.1線程的基本概念【例7-1】線程執(zhí)行示例的源代碼。publicclassEx7_1_UnderstandThread{ publicstaticvoidmain(String[]args){ MyThreadmyThread1=newMyThread(); myThread1.start(); MyThreadmyThread2=newMyThread(); myThread2.start(); for(inti=0;i<10;i++) System.out.print("主函數(shù)第"+(i+1)+"次輸出!"); }}7.1線程的基本概念classMyThreadextendsThread{ publicvoidrun(){ for(inti=0;i<10;i++) System.out.print(this.getName()+"第"+(i+1)+"次輸出!"); }}7.1線程的基本概念運(yùn)行結(jié)果為：7.1線程的基本概念由上例可知，主線程(主函數(shù))和兩個(gè)線程類實(shí)例(Thread-0與Thread-1)交替輸出內(nèi)容。事實(shí)上,如果修改主線程或線程輸出內(nèi)容,各線程執(zhí)行時(shí)間也隨之變化,運(yùn)行結(jié)果也有所變化,往往是主線程和線程類實(shí)例交替輸出不定次,或者是主線程完全輸出完成后,才輪到線程類實(shí)例運(yùn)行而產(chǎn)生輸出。一般來說，創(chuàng)建線程的線程稱為父線程，而由它創(chuàng)建的線程則稱為子線程，父線程往往是主線程。7.1線程的基本概念7.1.2使用線程的優(yōu)勢充分利用CPU資源：CPU空閑時(shí)，可以立刻調(diào)入另一線程；簡化編程模型：對(duì)于一些復(fù)雜的任務(wù)，將各子任務(wù)由單獨(dú)的線程完成，有助于開發(fā)人員理解程序結(jié)構(gòu)和簡化開發(fā)，降低維護(hù)成本；簡化異步事件的處理：不同線程可以負(fù)責(zé)處理不同的事件,不會(huì)因?yàn)槟骋皇录刺幚砘蛭刺幚硗瓿啥鵁o法響應(yīng)其他事件,有利于提高I/O應(yīng)用程序效率；7.1線程的基本概念7.1.2使用線程的優(yōu)勢使GUI程序更有效率：單線程處理GUI事件（如鼠標(biāo)單擊事件）時(shí),必須采用循環(huán)來不斷掃描隨時(shí)可能發(fā)生的GUI事件,當(dāng)某次GUI事件需要較長時(shí)間處理完時(shí),這有可能延誤及時(shí)處理后續(xù)GUI事件,而且界面會(huì)表現(xiàn)出“凍結(jié)”狀態(tài)，而用多線程可以極快地處理GUI事件；節(jié)約成本：使用多線程是提高程序執(zhí)行效率的方法之一，既不需要增加硬件，又比多進(jìn)程方式更容易實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享（在同一個(gè)進(jìn)程上下文中），是最廉價(jià)的提高程序性能的方法。7.1線程的基本概念7.1.3線程的狀態(tài)

Java語言是使用Thread類及其子類的對(duì)象來表示線程7.1線程的基本概念7.1.4線程模型進(jìn)程是正在執(zhí)行的程序。一個(gè)或多個(gè)線程構(gòu)成了一個(gè)進(jìn)程。一個(gè)線程(即執(zhí)行上下文)由三個(gè)部分組成:處理機(jī)、代碼和數(shù)據(jù)。線程的運(yùn)行過程為:占用CPU,執(zhí)行特定的程序代碼,該程序代碼操縱內(nèi)存中特定數(shù)據(jù)。在Java平臺(tái)中，類java.lang.Thread中封裝了一個(gè)虛擬處理機(jī)，它控制整個(gè)線程的運(yùn)行。不同線程可以共享的方式訪問同一個(gè)公共對(duì)象，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換。7.1線程的基本概念多線程程序是指在一個(gè)程序內(nèi)實(shí)現(xiàn)了并發(fā)執(zhí)行的一組代碼。實(shí)際上，編程語言一般提供的是串行程序設(shè)計(jì)的方法（指順序結(jié)構(gòu)、選擇結(jié)構(gòu)和循環(huán)結(jié)構(gòu)）,而計(jì)算機(jī)的并發(fā)能力由操作系統(tǒng)提供。在Java平臺(tái)中，Thread類中封裝的虛擬處理機(jī)使其在語言級(jí)提供了多線程并發(fā)的概念，通過實(shí)例化多個(gè)Thread類，可實(shí)現(xiàn)多線程編程，這為編寫多線程程序提供了極大的方便。7.1線程的基本概念Java語言中,可以通過繼承線程類Thread或?qū)崿F(xiàn)Runnable接口來創(chuàng)建用戶自定義的線程。主要內(nèi)容：

本小節(jié)主要介紹如何繼承Thread類編寫用戶自己的線程類和如何通過實(shí)現(xiàn)Runnable接口來創(chuàng)建線程。7.2創(chuàng)建線程7.2.1繼承Thread類編寫并指定線程需要執(zhí)行的方法；啟動(dòng)一個(gè)線程。線程類Thread中包含了實(shí)現(xiàn)上述功能的兩個(gè)方法：run()：包含線程運(yùn)行時(shí)所執(zhí)行的代碼；start()：用于啟動(dòng)線程。Java平臺(tái)中。線程類Thread是在java.lang包中定義的，但線程核心的內(nèi)容并非定義在這個(gè)類中。在這種模式下，使用線程時(shí)只需注意以下兩點(diǎn)：7.2創(chuàng)建線程用戶的線程類必須繼承自Thread類（或?qū)崿F(xiàn)Runnable接口），并覆蓋Thread類的run()方法（或?qū)崿F(xiàn)Runnable接口中的run（）方法）。在Thread類中，run()方法的定義如下：

publicvoidrun(){//用戶可以加入自己的代碼。

}7.2創(chuàng)建線程用戶定義好自己的線程類MyThread后還必須實(shí)例化，并用start()方法啟動(dòng)。例7-1就是按照上述流程實(shí)現(xiàn)線程編程的。Ex7_1_UnderstandThread類中包含用戶自定義的線程類MyThread和主函數(shù)main()。其中，MyThread繼承自Thread類，并覆蓋了run()方法，用戶定義了新的功能（循環(huán)輸出字符串）；而主函數(shù)main()首先創(chuàng)建了MyThead實(shí)例，并用start()啟動(dòng)線程，接下來是主函數(shù)的其他功能，即循環(huán)輸出。事實(shí)上，這個(gè)程序包含兩個(gè)線程，即用戶自定義的線程和主函數(shù)線程，分別循環(huán)輸出字符串。線程類Thread除了包含run()和start()方法外，還包含一個(gè)不帶任何參數(shù)的構(gòu)造方法，因此，例7-1創(chuàng)建線程時(shí)，沒帶任何參數(shù)。這使得編寫線程程序變得十分簡單。7.2創(chuàng)建線程例7-2所示的是一個(gè)典型的多線程示例。Ex7_2_TestThread繼承自Thread類，并定義了一個(gè)構(gòu)造方法Ex2_TestThread()，實(shí)現(xiàn)了傳入線程名字和輸出的功能。該類同樣覆蓋了run()方法，輸出線程名后讓線程休眠一段時(shí)間（隨機(jī)函數(shù)決定長短）。與例7-1最大的區(qū)別是，該線程類中包含主函數(shù)，并且主函數(shù)創(chuàng)建了2個(gè)線程實(shí)例，先后啟動(dòng)執(zhí)行。顯然該程序一共啟動(dòng)三個(gè)線程，即主函數(shù)線程，“如來”線程和“孫悟空”線程。7.2創(chuàng)建線程【例7-2】繼承Thread類示例的源代碼。publicclassEx7_2_TestThreadextendsThread{ StringthreadName; publicEx7_2_TestThread(StringthreadName) { System.out.println("本線程的名字:"+threadName); this.threadName=threadName; } publicvoidrun() { for(inti=0;i<3;i++) {System.out.println("正在運(yùn)行的線程是"+threadName); try{ Thread.sleep((int)(Math.random()*1000)); } catch(InterruptedExceptionex) { System.err.println(ex.toString()); } }//for }//runpublicstaticvoidmain(String[]args) { System.out.println("開始運(yùn)行主函數(shù)!"); Ex7_2_TestThreadthread1=newEx7_2_TestThread("如來"); Ex7_2_TestThreadthread2=newEx7_2_TestThread("孫悟空"); thread1.start(); thread2.start(); System.out.println("主函數(shù)運(yùn)行結(jié)束!"); }//main()}7.2創(chuàng)建線程開始運(yùn)行主函數(shù)!本線程的名字:如來本線程的名字:孫悟空主函數(shù)運(yùn)行結(jié)束!正在運(yùn)行的線程是如來正在運(yùn)行的線程是孫悟空正在運(yùn)行的線程是孫悟空正在運(yùn)行的線程是孫悟空正在運(yùn)行的線程是如來正在運(yùn)行的線程是如來7.2創(chuàng)建線程從上述運(yùn)行結(jié)果可以看出，主函數(shù)線程被先調(diào)入內(nèi)存，并由Java平臺(tái)啟動(dòng)，因此，它先輸出結(jié)果，而后創(chuàng)建并啟動(dòng)2個(gè)線程，這時(shí)由于它還未被調(diào)出CPU，因此立刻輸出“主函數(shù)運(yùn)行結(jié)束!”，而后才是2個(gè)線程輪流執(zhí)行，輸出本線程的名字。由于系統(tǒng)為每個(gè)線程分配的時(shí)間片不固定，線程的執(zhí)行時(shí)間也不固定，因此，每次執(zhí)行程序的結(jié)果不一定相同。7.2創(chuàng)建線程7.2.2實(shí)現(xiàn)Runnable接口問題：

由于Java語言不支持多繼承，一個(gè)類如果為了使用線程而繼承自Thread類就不能再繼承其他類了，這樣很難滿足實(shí)際應(yīng)用的需要。解決：Java語言提供了接口技術(shù)，通過實(shí)現(xiàn)一個(gè)或多個(gè)接口就能解決這一難題。7.2創(chuàng)建線程在java.lang包中有一個(gè)Runnable接口，通過實(shí)現(xiàn)這個(gè)接口也能實(shí)現(xiàn)線程編程。該接口只有一個(gè)抽象方法voidrun()，用于實(shí)現(xiàn)線程要執(zhí)行的代碼。實(shí)現(xiàn)Runnable接口的類并不能直接作為線程運(yùn)行，還需線程類Thread配合才能執(zhí)行。Thread類中有一個(gè)類型為Runnable的屬性，名為target。Thread類中的run()方法用到了這個(gè)屬性，并調(diào)用該屬性的run()方法，達(dá)到執(zhí)行線程的目的,即Thread類的run()方法按如下代碼實(shí)現(xiàn)：7.2創(chuàng)建線程從上述代碼可以看出，如果將實(shí)現(xiàn)了Runnable接口的類的實(shí)例傳給target屬性，那么就可以通過線程類Thread的實(shí)例來達(dá)到啟動(dòng)線程的目的。事實(shí)上，Thread類提供了5個(gè)構(gòu)造函數(shù)都可以為target屬性賦值，例如可用構(gòu)造方法Thread(RunnablerunnableObject)給target屬性賦值。

由上可知，使用Runnable接口創(chuàng)建線程的步驟可以總結(jié)如下：實(shí)現(xiàn)Runnable接口，如實(shí)現(xiàn)了該接口的類為MyRunnable,并在MyRunnable類的run()方法里編寫想讓線程執(zhí)行的代碼；創(chuàng)建實(shí)現(xiàn)了Runnable接口類的實(shí)例，如創(chuàng)建MyRunnable類的實(shí)例為myRunnable；創(chuàng)建線程類Thread的實(shí)例，并用構(gòu)造方法Thread(Runnable)將myRunnable賦值給target。

經(jīng)過上述三步后，就得到了線程類實(shí)例，調(diào)用start()方法后就啟動(dòng)這個(gè)線程了。這個(gè)線程實(shí)際上是執(zhí)行MyRunnable類中的run()方法的代碼。

按照上述方法稍加修改例7-2可得到利用Runnable接口創(chuàng)建線程的完整過程。7.2創(chuàng)建線程【例7-3】實(shí)現(xiàn)Runnable接口示例的源代碼。publicclassEx7_3_MyRunnableimplementsRunnable{ StringthreadName;

publicEx7_3_MyRunnable(StringthreadName){ System.out.println("本線程的名字:"+threadName); this.threadName=threadName; }7.2創(chuàng)建線程 publicvoidrun(){ for(inti=0;i<3;i++){ System.out.println("正在運(yùn)行的線程是"+threadName); try{ Thread.sleep((int)(Math.random()*1000)); }catch(InterruptedExceptionex){ System.err.println(ex.toString()); } }//for }//run7.2創(chuàng)建線程 publicstaticvoidmain(String[]args){ System.out.println("開始運(yùn)行主函數(shù)!"); Ex7_3_MyRunnablemyRunnable1=newEx7_3_MyRunnable("如來"); Ex7_3_MyRunnablemyRunnable2=newEx7_3_MyRunnable("孫悟空"); Threadthread1=newThread(myRunnable1); Threadthread2=newThread(myRunnable2); thread1.start(); thread2.start(); System.out.println("主函數(shù)運(yùn)行結(jié)束!"); }//main()}7.2創(chuàng)建線程

運(yùn)行結(jié)果和例7-2完全類似，但會(huì)因MyRunnable類中run()方法執(zhí)行的時(shí)間或長點(diǎn)或短點(diǎn)（休眠的時(shí)間是隨機(jī)的）而導(dǎo)致輸出順序與例7-2的輸出順序不一致。

為了更好地理解用Runnable接口編寫多線程的應(yīng)用，例7-4展現(xiàn)了子類繼承父類時(shí)實(shí)現(xiàn)Runnable接口的情況。在該例中首先定義了一個(gè)Student類，接著定義了繼承自Student類的Master類，并實(shí)現(xiàn)了Runnable接口。7.2創(chuàng)建線程【例7-4】子類實(shí)現(xiàn)Runnable接口示例的源代碼。publicclassEx7_4_UseRunnable{

publicstaticvoidmain(String[]args){

Mastermaster=newMaster("如來"); Threadthread=newThread(master); thread.start();

}}

7.2創(chuàng)建線程classMasterextendsStudentimplementsRunnable{ Master(StringName){ super(Name); } publicvoidprintInformation(){//覆蓋父類的方法,實(shí)現(xiàn)特定的功能。 System.out.println("我是一名研究生!我叫"+this.Name); } publicvoidrun(){ printInformation(); }}classStudent{ StringName; publicStudent(StringName){ this.Name=Name; }

publicvoidprintInformation(){ System.out.println("我是一名大學(xué)生!我叫"+this.Name); }}7.2創(chuàng)建線程【例7-5】繼承Thread派生類示例的源代碼。publicclassEx7_5_TestExtendsThread{ publicstaticvoidmain(String[]args){

Master1master1=newMaster1("如來"); master1.start(); //Student1student1=newStudent1("孫悟空"); //student1.start(); }}7.2創(chuàng)建線程classMaster1extendsStudent1{ Master1(StringName){ super(Name); }

publicvoidprintInformation(){//覆蓋父類的方法,實(shí)現(xiàn)特定的功能。 System.out.println("我是一名研究生!我叫"+this.Name); }}7.2創(chuàng)建線程classStudent1extendsThread{ StringName;

publicStudent1(StringName){ this.Name=Name; }

7.2創(chuàng)建線程 publicvoidprintInformation(){ System.out.println("我是一名大學(xué)生!我叫"+this.Name); }

publicvoidrun(){ printInformation(); }}7.2創(chuàng)建線程7.2創(chuàng)建線程特別要注意的是，在實(shí)際應(yīng)用中，要清晰知道應(yīng)在線程類Thread的哪個(gè)子孫類中覆蓋run()方法和具體應(yīng)實(shí)現(xiàn)什么樣的功能，以免無法掌控線程的執(zhí)行。對(duì)于初學(xué)者來說，不鼓勵(lì)通過繼承Thread的派生類方式支持線程特性，而建議采用希望支持線程特性的類直接實(shí)現(xiàn)Runnable接口的方式達(dá)到這一目的（即例7-4采用的方式）7.2創(chuàng)建線程7.3深入學(xué)習(xí)Thread類

本節(jié)將繼續(xù)深入介紹Thread類的一些重要方法和屬性，包括線程的名字、優(yōu)先級(jí)以及調(diào)度等等。7.3深入學(xué)習(xí)Thread類7.3深入學(xué)習(xí)Thread類7.3.2設(shè)置優(yōu)先級(jí)7.3深入學(xué)習(xí)Thread類【例7-6】優(yōu)先級(jí)設(shè)置示例的源代碼。publicclassEx7_6_ChangeThreadPriorityextendsThread{ StringthreadName; publicEx7_6_ChangeThreadPriority(StringthreadName) { System.out.println("本線程的名字:"+threadName); this.threadName=threadName; System.out.println("創(chuàng)建線程\""+this.threadName+"\"時(shí)的優(yōu)先級(jí)是"+this.getPriority()); } publicvoidrun() { System.out.println("正在運(yùn)行的線程\""+this.threadName+"\"的優(yōu)先級(jí)是"+this.getPriority()); }//run7.3深入學(xué)習(xí)Thread類

publicstaticvoidmain(String[]args) { System.out.println("開始運(yùn)行主函數(shù)!"); Ex7_6_ChangeThreadPrioritythread1=newEx7_6_ChangeThreadPriority("如來"); Ex7_6_ChangeThreadPrioritythread2=newEx7_6_ChangeThreadPriority("孫悟空"); thread1.start(); thread1.setPriority(Thread.MIN_PRIORITY); thread2.start(); thread2.setPriority(MAX_PRIORITY); System.out.println("主函數(shù)運(yùn)行結(jié)束!"); }//main()}7.3深入學(xué)習(xí)Thread類從上述結(jié)果不難看出，主函數(shù)線程的優(yōu)先級(jí)為一般，創(chuàng)建的子線程都繼承了這一優(yōu)先級(jí)，即輸出為5，而在線程啟動(dòng)后，子線程的優(yōu)先級(jí)分別被調(diào)整成最低和最高。事實(shí)上，每個(gè)Java線程的優(yōu)先級(jí)都在Thread.MIN_PRIORITY和Thread.MAX_PRIORITY之間，即1到10之間，而每個(gè)新線程默認(rèn)優(yōu)先級(jí)為Thread.NORM_PRIORITY。7.3深入學(xué)習(xí)Thread類為了讓優(yōu)先級(jí)較高的線程優(yōu)先執(zhí)行，系統(tǒng)按線程的優(yōu)先級(jí)調(diào)度，具有高優(yōu)先級(jí)的線程會(huì)在較低優(yōu)先級(jí)的線程之前得到執(zhí)行。如本例中，后創(chuàng)建的“孫悟空”線程因被設(shè)置成最高優(yōu)先級(jí)而優(yōu)先于先創(chuàng)建的“如來”線程執(zhí)行。多個(gè)線程運(yùn)行時(shí)，線程調(diào)度是搶先式的，即如果當(dāng)前線程在執(zhí)行過程中，一個(gè)具有更高優(yōu)先級(jí)的線程進(jìn)入可執(zhí)行狀態(tài)，則該高優(yōu)先級(jí)的線程會(huì)被立即調(diào)度執(zhí)行。若線程的優(yōu)先級(jí)相同，線程在就緒隊(duì)列中排隊(duì)。在分時(shí)系統(tǒng)中，每個(gè)線程按時(shí)間片輪轉(zhuǎn)方式執(zhí)行。在某些平臺(tái)上線程調(diào)度將會(huì)隨機(jī)選擇一個(gè)線程，或始終選擇第一個(gè)可以得到的線程。因此，合理設(shè)置線程的優(yōu)先級(jí)能使程序運(yùn)行更高效。7.3深入學(xué)習(xí)Thread類7.3.3線程的名字Thread類有一個(gè)類型為String的name屬性用于存儲(chǔ)線程的名字，另外有StringgetName()和voidsetName(String)兩個(gè)方法來設(shè)置或獲取這個(gè)屬性的值。另外，Thread類還提供了相應(yīng)的構(gòu)造方法，在創(chuàng)建對(duì)象時(shí)就可以指定線程的名字，具體如下：1.Thread(Stringname):接受一個(gè)String類型的變量作為線程的名字；2.Thread(Runnabletarget,Stringname)：接受一個(gè)Runnable實(shí)例和一個(gè)String實(shí)例作為參數(shù)。前者的目的是傳入要執(zhí)行的代碼，即run()方法，后者則傳入線程名字。

如果在創(chuàng)建線程是未指定名字,默認(rèn)名字一般是“Thread-”加上一個(gè)遞增的整數(shù)；對(duì)于主線程來說，它的默認(rèn)名字一般會(huì)被設(shè)置為main。

7.3深入學(xué)習(xí)Thread類【例7-7】線程名字示例的源代碼。publicclassEx7_7_ShowThreadName{ publicstaticvoidmain(String[]args){ ShowThreadNamedefaultName=newShowThreadName(); ShowThreadNamename=newShowThreadName("如來"); defaultName.start(); name.start(); }//main}//publicclassEx7_7_ShowThreadName

7.3深入學(xué)習(xí)Thread類classShowThreadNameextendsThread{ publicShowThreadName(){ super(); } publicShowThreadName(Stringname){ super(name); } publicvoidrun(){ System.out.println("這個(gè)線程的名字是："+this.getName()); }}//classShowThreadName7.3深入學(xué)習(xí)Thread類

運(yùn)行結(jié)果為：

這個(gè)線程的名字是：如來

這個(gè)線程的名字是：Thread-0

上述程序啟動(dòng)2個(gè)線程,第一個(gè)是輸出默認(rèn)線程名,第二個(gè)是輸出用戶設(shè)定的線程名。需要注意的是兩個(gè)線程輸出結(jié)果與語句順序相反。7.3深入學(xué)習(xí)Thread類7.3.4得到當(dāng)前線程

Java代碼是由某一Java線程執(zhí)行的,Thread類提供一個(gè)靜態(tài)方法currentThread()用于獲得這一線程，以便進(jìn)一步控制線程的執(zhí)行。該方法的返回值是Thread的引用，這個(gè)引用所指向的Thread類的實(shí)例正是“執(zhí)行當(dāng)前代碼的線程”。7.3深入學(xué)習(xí)Thread類【例7-8】當(dāng)前線程示例的源代碼。publicclassEx7_8_CurrentThreadName{ publicstaticvoidmain(String[]args){ Threadthread=Thread.currentThread(); System.out.println("當(dāng)前線程的名字是："+thread.getName()); ShowCurrentThreadNamecthread=newShowCurrentThreadName(); cthread.start(); }}//classEx7_8_CurrentThreadName7.3深入學(xué)習(xí)Thread類classShowCurrentThreadNameextendsThread{ publicvoidrun(){ System.out.println("這個(gè)線程的名字是："+this.getName()); Threadthread=Thread.currentThread(); System.out.println("當(dāng)前線程的名字是："+thread.getName()); }}//classShowCurrentThreadName7.3深入學(xué)習(xí)Thread類7.3深入學(xué)習(xí)Thread類上述程序首先調(diào)用CurrentThreadName()方法得到主線程的引用，而后調(diào)用getName()方法輸出名字，而后創(chuàng)建ShowCurrentThreadName類的實(shí)例并啟動(dòng)，該類繼承自Thread，在run()方法中調(diào)用CurrentThreadName()方法得到該線程的名字并輸出。上述示例雖然演示了得到當(dāng)前線程的方法如何使用，但并未講清這一方法的具體應(yīng)用場合和作用，目前至少還存在這么一個(gè)疑問：自己寫的程序難道不知道正被哪個(gè)線程執(zhí)行嗎？何必多此一舉用這個(gè)方法確定呢？事實(shí)上，多線程編程時(shí)，如果要?jiǎng)?chuàng)建一組協(xié)調(diào)工作的線程，而這些線程中的一部分又由同一線程類的派生類創(chuàng)建而成，那么同時(shí)工作的若干個(gè)線程運(yùn)行代碼是相同的，即會(huì)執(zhí)行同一個(gè)run()方法。若為了使某一特定線程執(zhí)行一些特定的任務(wù)，則可在run()方法中得到當(dāng)前線程，進(jìn)而加以控制。7.3深入學(xué)習(xí)Thread類7.3.5線程的休眠Thread類還有另外一個(gè)靜態(tài)方法sleep(),可用于讓線程沉睡若干毫秒。它沒有返回值,只接受一個(gè)long類型的參數(shù)，這個(gè)參數(shù)就是傳入讓線程沉睡的毫秒數(shù)。例如，參數(shù)為1000時(shí)，sleep()方法的執(zhí)行結(jié)果就是讓當(dāng)前線程沉睡1秒鐘，而1秒后，線程會(huì)自動(dòng)蘇醒，并繼續(xù)執(zhí)行后續(xù)的代碼。當(dāng)然這里所說的“沉睡”就是前面介紹的線程狀態(tài)之一，即線程會(huì)轉(zhuǎn)入“被掛起”或者“掛起”狀態(tài)，而當(dāng)沉睡時(shí)間到時(shí)，線程又會(huì)被轉(zhuǎn)為“運(yùn)行”狀態(tài)。顯然，并不是嚴(yán)格地沉睡1秒鐘，實(shí)際上可能被掛起1.001秒或更長點(diǎn)，而這對(duì)一般的應(yīng)用程序來說，時(shí)間控制的精度足夠了，需要注意的是在高速數(shù)據(jù)采集等時(shí)間精度要求極高的場合，需選用其他方法確保時(shí)間的精度。7.3深入學(xué)習(xí)Thread類

sleep()方法并非一定能夠運(yùn)行成功，當(dāng)線程處在掛起狀態(tài)時(shí)，由于某種原因被打斷了，它會(huì)拋出一個(gè)類型為InterruptedException的異常。例如，以10000為參數(shù)執(zhí)行sleep()方法時(shí),線程應(yīng)該掛起10秒鐘左右,但是當(dāng)線程被掛起8秒鐘以后,因某種原因被打斷了,那么就會(huì)拋出這個(gè)異常，即該線程只沉睡了約8秒鐘。如果沒特殊的需求，這個(gè)異常沒必要向外傳遞，用try-catch語句直接處理即可。

可參見例7-2使用Sleep()方法，即用如下格式調(diào)用即可。7.3深入學(xué)習(xí)Thread類7.3深入學(xué)習(xí)Thread類7.3.6簡單控制線程7.3深入學(xué)習(xí)Thread類

除了前面介紹的sleep()方法可以讓當(dāng)前線程沉睡（休眠或掛起）外，Thread類的其他方法也可以用于控制線程的狀態(tài)。Yield()方法也是一個(gè)靜態(tài)方法，可以用來使具有相同優(yōu)先級(jí)的線程獲得執(zhí)行機(jī)會(huì)，即它會(huì)暫停當(dāng)前的線程，并將其放入可運(yùn)行隊(duì)列，而選同優(yōu)先級(jí)的另一線程運(yùn)行。當(dāng)然，如果沒有相同優(yōu)先級(jí)的可運(yùn)行線程，yield()將什么也不做，繼續(xù)讓當(dāng)前線程執(zhí)行。需要注意的是：sleep()調(diào)用會(huì)給較低優(yōu)先級(jí)的線程一個(gè)運(yùn)行機(jī)會(huì)，而yield()方法只會(huì)給相同優(yōu)先級(jí)線程一個(gè)執(zhí)行機(jī)會(huì)。7.3深入學(xué)習(xí)Thread類Thread類提供的join()方法也是用于控制線程的，它的特別之處在于應(yīng)用的場合特殊。如果某線程（線程A）只有在另一線程（線程B）終止時(shí)才能繼續(xù)執(zhí)行，則這個(gè)線程（線程A）可以調(diào)用另一線程(線程B)的join()方法，將兩個(gè)線程“聯(lián)結(jié)”在一起，即線程A先執(zhí)行，而后被掛起，線程B執(zhí)行，直到終止時(shí)線程A回到可運(yùn)行狀態(tài)繼續(xù)執(zhí)行。另外，join(inttime)方法可以傳入一個(gè)最多等待時(shí)間的參數(shù)，用于控制等待時(shí)間。7.3深入學(xué)習(xí)Thread類【例7-9】線程聯(lián)結(jié)示例的源代碼。publicclassEx7_9_UseJoin{ publicstaticvoidmain(String[]args){ System.out.println("主線程啟動(dòng)執(zhí)行,并創(chuàng)建子線程!"); RunThreadrthread=newRunThread(); try{ rthread.join(); //rthread.join(2000);//最多等待2秒鐘 }catch(InterruptedExceptionex){ System.err.println(ex.toString()); } System.out.println("子線程終止,主線程繼續(xù)執(zhí)行!"); }}//Ex7_9_UseJoin7.3深入學(xué)習(xí)Thread類classRunThreadextendsThread{ RunThread(){ start(); }

publicvoidrun(){ System.out.println("子線程的名字是："+this.getName()+",已開始運(yùn)行,預(yù)計(jì)執(zhí)行3秒!"); try{ Thread.sleep(3*1000); }catch(InterruptedExceptionex){ System.err.println(ex.toString()); } System.out.println("子線程準(zhǔn)備運(yùn)行完畢退出!"); }}7.3深入學(xué)習(xí)Thread類7.3深入學(xué)習(xí)Thread類7.3深入學(xué)習(xí)Thread類7.4多線程技術(shù)

多線程編程涉及到線程的同步、通訊和死鎖等,Java語言除了提供相關(guān)技術(shù)外，還提供了線程組的概念。本小節(jié)將詳細(xì)介紹這些技術(shù)，為實(shí)現(xiàn)高效可靠的多線程程序提供支持。7.4.1線程同步

由于同一進(jìn)程的多個(gè)線程有時(shí)需要共享一個(gè)對(duì)象，若它們同時(shí)訪問該對(duì)象，必然會(huì)產(chǎn)生訪問共享數(shù)據(jù)的沖突。例如，某一個(gè)線程在更新該對(duì)象的同時(shí)，而另一個(gè)線程也試圖更新或讀取該對(duì)象，這樣將破壞數(shù)據(jù)的一致性。為避免多個(gè)線程同時(shí)訪問一個(gè)共享對(duì)象帶來的訪問沖突問題，Java語言提供了專門的機(jī)制來解決，即線程同步。

線程同步可以有效控制多個(gè)線程爭搶訪問同一對(duì)象的問題，從而避免一個(gè)線程剛生成的數(shù)據(jù)又會(huì)被其他線程生成的數(shù)據(jù)覆蓋等問題。Java語言是用監(jiān)聽器手段來達(dá)到這一目的的。監(jiān)聽器為受保護(hù)的資源（共享對(duì)象）加一個(gè)“訪問鎖”和配一把“鑰匙”，每一要訪問該資源的線程必須先申請(qǐng)“鑰匙”，當(dāng)?shù)玫借€匙后才能對(duì)受保護(hù)的資源執(zhí)行操作，而其他線程只能等待，直到它們拿到這把鑰匙。7.4多線程技術(shù)Java語言提供了關(guān)鍵字synchronized來實(shí)現(xiàn)多個(gè)線程的同步，并區(qū)分為兩種實(shí)現(xiàn)方法：一種是方法同步，另一種是對(duì)象同步。

方法同步是為了防止多線程訪問同一方法導(dǎo)致數(shù)據(jù)崩潰。具體來說，在定義方法時(shí)加上關(guān)鍵字synchronized修飾即可，這能保證某一線程在其他任何線程訪問這一方法前完成一次執(zhí)行，即某一線程一旦啟動(dòng)對(duì)該方法的訪問，其他線程只能等待這個(gè)線程執(zhí)行完這個(gè)方法后再訪問。定義synchronized方法的格式如下：7.4多線程技術(shù)7.4多線程技術(shù)7.4多線程技術(shù)

事實(shí)上，對(duì)于一個(gè)需要較長時(shí)間執(zhí)行的方法來說，其中訪問關(guān)鍵數(shù)據(jù)的時(shí)間可能很短，如果將整個(gè)方法申明為synchronized，將導(dǎo)致其他線程因無法調(diào)用該方法而長時(shí)間無法得到執(zhí)行，這不利于提高程序的運(yùn)行效率。這時(shí)，就可以使用對(duì)象同步，只把訪問關(guān)鍵數(shù)據(jù)的代碼段用花括號(hào)括起來，在其前面加上synchronized(this)即可。7.4多線程技術(shù)【例7-10】線程同步示例的源代碼。publicclassEx7_10_UseSynchronized{ publicstaticvoidmain(String[]args){ intsize=100; for(intt=0;t<5;t++){ Sumsum=newSum(0); AddOneThread[]rathread=newAddOneThread[size]; for(inti=0;i<size;i++){ try{ rathread[i]=newAddOneThread(sum); }catch(Exceptione){ e.printStackTrace(); } }//for7.4多線程技術(shù)//必須有這段代碼，否則有可能主線程未等到子線程運(yùn)行完就輸出結(jié)果 for(inti=0;i<size;i++){ try{ rathread[i].join(); }catch(InterruptedExceptionex){ System.err.println(ex.toString()); } } System.out.println("第"+(t+1)+"次,sum="+sum.sum); }//for}//main}//class

7.4多線程技術(shù)classAddOneThreadextendsThread{ Sumsum;

publicAddOneThread(Sumsum){ this.sum=sum; start(); }

publicvoidrun(){ try{ Thread.sleep(500); }catch(InterruptedExceptionex){ System.err.println(ex.toString()); } sum.addOne(); }//run}classSum{ intsum;

publicSum(intsum){ this.sum=sum; }

publicvoidaddOne(){ //synchronized(this){ sum+=1;//} }}7.4多線程技術(shù)7.4多線程技術(shù)7.4多線程技術(shù)7.4多線程技術(shù)7.4多線程技術(shù)7.4多線程技術(shù)7.4多線程技術(shù)7.4.2線程通信

在一些多線程應(yīng)用中,需要線程之間互相交流和等待,實(shí)現(xiàn)互相通信。具體來說，可以通過共享的數(shù)據(jù)做到線程互相交流，通過線程控制方法使線程互相等待。Java語言的java.lang.Object類提供了wait()、notify()和notifyAll()等三個(gè)方法來協(xié)調(diào)線程間的運(yùn)行進(jìn)度關(guān)系，實(shí)現(xiàn)線程通信的。

線程通信是建立在生產(chǎn)者和消費(fèi)者模型之上的，即一個(gè)（組）線程產(chǎn)生輸出（相當(dāng)于生產(chǎn)產(chǎn)品，該線程稱為生產(chǎn)者，產(chǎn)生一串?dāng)?shù)據(jù)流），另一（組）線程進(jìn)行輸入（相當(dāng)于消費(fèi)者，該線程稱為消費(fèi)者，消耗數(shù)據(jù)流中的數(shù)據(jù)），先有生產(chǎn)者生產(chǎn)，才能有消費(fèi)者消費(fèi)。生產(chǎn)者沒生產(chǎn)之前，通知消費(fèi)者等待；而生產(chǎn)后通知消費(fèi)者消費(fèi)，消費(fèi)者消費(fèi)后再通知生產(chǎn)者生產(chǎn)，這就是等待通知機(jī)制（Wait/Notify）。7.4多線程技術(shù)【例7-11】線程通信示例的源代碼。publicclassEx7_11_TestWaitNotify{ publicstaticvoidmain(String[]args){ ProducerThreadpt=newProducerThread(); System.out.println("生產(chǎn)結(jié)果為:sum="+pt.getSum()); }}7.4多線程技術(shù)classProducerThreadextendsThread{ longsum=0; ProducerThread(){ start(); } publicvoidrun(){ synchronized(this){ for(inti=0;i<1000;i++) sum+=i;

System.out.println("生產(chǎn)者產(chǎn)生完畢數(shù)據(jù)：sum="+sum); notify(); } }//runsynchronizedpubliclonggetSum(){ try{ wait(); }catch(InterruptedExceptionex){ ex.printStackTrace(); } returnsum; }}7.4多線程技術(shù)7.4多線程技術(shù)7.4.3死鎖

死鎖是指線程間因互相等待對(duì)方的資源，而不能繼續(xù)執(zhí)行的情況。Java語言中未處理好同步問題，關(guān)鍵字synchronized使用不當(dāng)就會(huì)導(dǎo)致死鎖。一般來說，持有一個(gè)共享資源的鎖并試圖獲取另一個(gè)時(shí)，就有可能發(fā)生死鎖。

造成死鎖問題的本質(zhì)是無序使用造成的，在程序設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)理清訪問資源的順序，確保每個(gè)線程獲取資源和釋放資源的順序正好相反。例如，假設(shè)有3個(gè)資源，獲得時(shí)順序是資源1->資源2->資源3，釋放時(shí)的順序則為資源3->資源2->資源1。7.4多線程技術(shù)7.4.4線程組

線程組(ThreadGroup)是指包含了許多線程的對(duì)象集，并可以擁有一個(gè)名字和一些相關(guān)的屬性，用于統(tǒng)一管理組中的線程。Java中，將所有線程和線程組組織在一個(gè)線程組中，形成一棵樹。若創(chuàng)建線程時(shí)不明確指定所屬的線程組，則將被放在一個(gè)默認(rèn)的線程組（系統(tǒng)線程組）中。Java語言提供了一個(gè)線程組類ThreadGroup，可用于對(duì)線程組中線程和線程組進(jìn)行操作，如啟動(dòng)或阻塞組中的所有線程。該類的構(gòu)造方法為ThreadGroup(StringgroupName)。7.4多線程技術(shù)7.4多線程技術(shù)7.4多線程技術(shù)7.5綜合應(yīng)用舉例

生產(chǎn)者-消費(fèi)者模型是典型的多線程應(yīng)用的原型。本節(jié)介紹一個(gè)模擬生產(chǎn)者和消費(fèi)者關(guān)系的程序。其中，生產(chǎn)者在一個(gè)循環(huán)中不斷生產(chǎn)了從1到10的共享數(shù)據(jù)，而消費(fèi)者則不斷地消費(fèi)生產(chǎn)者生產(chǎn)的1到10這些共享數(shù)據(jù)?！纠?-12】生產(chǎn)者-消費(fèi)者示例的源代碼。/*====================================================*文件：Ex7_12_TestProducerConsumer.java*描述：生產(chǎn)者－消費(fèi)者

*包含五個(gè)類：主控類Ex7_12_TestProducerConsumer，共享數(shù)據(jù)控制類ShareData，*共享數(shù)據(jù)類MyData，生產(chǎn)者Producer和消費(fèi)者Consumer*====================================================*///主控類7.5綜合應(yīng)用舉例publicclassEx7_12_TestProducerConsumer{

publicstaticvoidmain(String[]args){ ShareDatas=newShareData(); newConsumer(s).start(); newProducer(s).start(); }}//共享數(shù)據(jù)類classMyData{//可以擴(kuò)展，表達(dá)復(fù)雜的數(shù)據(jù) publicintdata;}7.5綜合應(yīng)用舉例

//共享數(shù)據(jù)控制類classShareData{ //共享數(shù)據(jù) privateMyDatadata; //通知變量 privatebooleanwriteable=true;//------------------------------------------------------------------------- //需要注意的是：在調(diào)用wait()方法時(shí)，需要把它放到一個(gè)同步段里，否則將會(huì)出現(xiàn) //"java.lang.IllegalMonitorStateException:currentthreadnotowner"的異常。 //------------------------------------------------------------------------

7.5綜合應(yīng)用舉例 publicsynchronizedvoidsetShareData(MyDatadata){ if(!writeable){ try{