AVA的線(xiàn)程教學(xué)課件

主要內(nèi)容

■6.1線(xiàn)程的概念與POSIX標(biāo)準(zhǔn)

?6.1.1線(xiàn)程的概念

?6.1.2線(xiàn)程的POSIX標(biāo)準(zhǔn)

■6.2多線(xiàn)程的Java實(shí)現(xiàn)

?6.2.1線(xiàn)程的創(chuàng)建方法

?6.2.2線(xiàn)程的狀態(tài)

■6.3互斥線(xiàn)程間的同步機(jī)制

?6.3.1多線(xiàn)程帶來(lái)的沖突問(wèn)題

?6.3.2共享資源合理使用的實(shí)現(xiàn)

?6.3.3按同步協(xié)調(diào)程度劃分的線(xiàn)程間的關(guān)系

2011-7-82

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6.1線(xiàn)程的概念與POSIX標(biāo)準(zhǔn)

線(xiàn)程的概念

-線(xiàn)程其實(shí)是控制線(xiàn)程(Threadof

control)的簡(jiǎn)寫(xiě)。

■控制線(xiàn)程就是程序運(yùn)行時(shí)的路徑，是在一

個(gè)程序中與其它控制線(xiàn)程無(wú)關(guān)的能夠獨(dú)立

運(yùn)行的代碼片段。

■與線(xiàn)程有關(guān)的幾個(gè)名詞：

?進(jìn)程與線(xiàn)程

?并發(fā)性與并行性

?異步與同步

2011-7-84

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基于進(jìn)程的多任務(wù)處理環(huán)境

——二局部?jī)?nèi)存;

<___________J

，----11局部?jī)?nèi)存[

<___________J

——「扁兩蔣]

■進(jìn)程是重量級(jí)的內(nèi)核級(jí)實(shí)體，需要分配它們自己獨(dú)立的地

址空間：包括有虛擬內(nèi)存映射、文件描述符、用戶(hù)ID等，

并且每個(gè)進(jìn)程都有屬于自己的這些集合。用戶(hù)的程序要訪(fǎng)

問(wèn)進(jìn)程結(jié)構(gòu)中的數(shù)據(jù)、查詢(xún)或改變狀態(tài)，唯一方法是通過(guò)

系統(tǒng)調(diào)用。進(jìn)程間通信和轉(zhuǎn)換是昂貴和受限的。

2011-7-85

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基于線(xiàn)程的多任務(wù)處理環(huán)境

■線(xiàn)程是輕量級(jí)實(shí)體，由寄存器、堆棧和某些數(shù)據(jù)組成。進(jìn)程

結(jié)構(gòu)的其余部分由所有的線(xiàn)程所共享：如地址空間、文件描

述符等——它們共享相同的地址空間并且共同分享同一個(gè)進(jìn)

程。線(xiàn)程間通信是便宜的，線(xiàn)程間的轉(zhuǎn)換也是低成本的。

2011-7-86

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線(xiàn)程并發(fā)

■并發(fā)性(Concurrency)是兩個(gè)或多個(gè)線(xiàn)程(或傳統(tǒng)的進(jìn)

程)可以同時(shí)在執(zhí)行代碼之中；可以是相同的代碼，也可

以是不同的代碼。這些線(xiàn)程可以一次執(zhí)行，也可以多次執(zhí)

行，即一個(gè)已開(kāi)始執(zhí)行但被中斷，而另外一個(gè)已開(kāi)始了。

-但在給定的時(shí)間點(diǎn)上，只有一個(gè)在CPU在處理一個(gè)線(xiàn)程。

2011-7-87

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線(xiàn)程并行

-并行性(Parallelism)是針對(duì)多處理器環(huán)境而言的，

是指兩個(gè)或多個(gè)線(xiàn)程真正同時(shí)運(yùn)行在不同的CPU上。

■在多處理器機(jī)上，很多不同的線(xiàn)程可以并行運(yùn)行，或者

說(shuō)是同時(shí)運(yùn)行。

2011-7-88

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異步與同步

■異步世界需要處理同步業(yè)務(wù)

■有3個(gè)人在3個(gè)收銀臺(tái)前結(jié)帳

—?3個(gè)人結(jié)帳是異步的

?每個(gè)人信用卡在銀行業(yè)務(wù)處理時(shí)需保證同步

2011-7-89

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線(xiàn)程的POSIX標(biāo)準(zhǔn)

2011-7-8

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6.2多線(xiàn)程的Java實(shí)現(xiàn)

主線(xiàn)程

■通過(guò)調(diào)用Thread類(lèi)的currentThread方法

來(lái)查看主線(xiàn)程：

?Thread.currentThread()

■舉例：MainThread.java

2011-7-812

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創(chuàng)建線(xiàn)程有兩種方式

-通過(guò)直接擴(kuò)展Thread類(lèi)來(lái)直接創(chuàng)建線(xiàn)程：

?publicclassBidThreadextendsThread

?newBidThread(10,1000).start()

?舉例：BidThread.java,Auction.java

■通過(guò)設(shè)計(jì)一個(gè)類(lèi)，使之實(shí)現(xiàn)java.lang.Runnable接口，再把該接

口作為參數(shù)傳遞給Thread美的構(gòu)造方族后間接創(chuàng)建線(xiàn)程：

?publicclassBidRunimplementsRunnable

?newThread(newBidRun(10zlOOO)).start()

?舉例：BidRun.java,Auction.java

2011-7-813

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采用間接創(chuàng)建線(xiàn)程的原因

■第一個(gè)理由是我們并不改變線(xiàn)程本身的性

質(zhì)，僅覆蓋run方法，并沒(méi)有增加新的功能,

因此將Thread擴(kuò)展子類(lèi)并不恰當(dāng)，這不太

符合類(lèi)擴(kuò)展規(guī)范。

■第二個(gè)理由是：如果實(shí)現(xiàn)Runnable接口，

它可能使我們所設(shè)計(jì)的類(lèi)擴(kuò)展其它類(lèi)型而

變得更為有用。

2011-7-8

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線(xiàn)程內(nèi)容的定義

■覆蓋或?qū)崿F(xiàn)njn方法?..

■start方法一般只用來(lái)觸發(fā)線(xiàn)程，把線(xiàn)程的

內(nèi)容放在這個(gè)方法體中不太規(guī)范，而且這樣

做實(shí)際上線(xiàn)程不會(huì)競(jìng)爭(zhēng)運(yùn)行。

?思考與練習(xí)11

■如果直接調(diào)用run方法，線(xiàn)程也不會(huì)競(jìng)爭(zhēng)運(yùn)

行，必須通過(guò)start方法間接調(diào)用run方法。

?思考與練習(xí)12

2011-7-815

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Thread類(lèi)一些方法使用的例子

■線(xiàn)程優(yōu)先級(jí)：PriorityTest.java

■創(chuàng)建守護(hù)線(xiàn)程：DaemonTest.java

■線(xiàn)程歹（J表：ThreadList.java

■線(xiàn)程組信息：ThreadGroupTest.java

2011-7-816

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線(xiàn)程的狀態(tài)

2011-7-8

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與線(xiàn)程所處狀態(tài)有關(guān)的方法舉例

■join方法的例子：JoinTestJava

■yield方法的例子：YieldTest.java

■interrupt方法的例子：IntemjptTest.java

2011-7-818

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6.3互斥線(xiàn)程間的同步機(jī)制

多線(xiàn)程帶來(lái)的沖突問(wèn)題

-實(shí)例變量也是共享的

?舉例：ThreadSharedData.java

■使用volatile關(guān)鍵字通知線(xiàn)程及時(shí)取得共享

變量的更新值

■共享資源使用沖突

2011-7-820

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銀行業(yè)務(wù)中共享資源沖突示意

2011-7-8

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共享資源合理使用的實(shí)現(xiàn)

-使用同步方法

?調(diào)用被synchronized關(guān)鍵字修飾的方法

■使用同步代碼塊

?synchronized(obj){

?//statementstobesynchronized

?}

■舉例：AccountSimulatorjava

2011-7-822

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討論：同步代碼塊中對(duì)象鎖的選擇

-類(lèi)本身：

synchronized(TransferManager.class)

■靜態(tài)對(duì)象：

staticObjectobj=newObject();

synchronized(obj)

■實(shí)例對(duì)象：

synchronized(this)

■舉例：見(jiàn)AccountsimulatorJava

2011-7-823

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思考

■在Accountsimulator,java例子中為什么

synchronized(this)無(wú)法上鎖以保證同步?

TransferManagertml=newTransferManager(checking,savings);

TransferManagertm2=newTransferManager(savings,checking);

Threadtl=newThread在線(xiàn)程中使用不同的實(shí)例對(duì)象，若用

Threadt2=newThread

this,實(shí)際上兩個(gè)線(xiàn)程分別使用一個(gè)對(duì)

tl.start();象鎖。\

t2.start();

2011-7-8Java面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)教程24

思考

如果要求使用synchronized(this)也能保證同

步，程序應(yīng)如何改動(dòng)？

2011-7-825

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討論：同步導(dǎo)致的死鎖問(wèn)題

-死鎖發(fā)生在當(dāng)兩個(gè)線(xiàn)程對(duì)兩個(gè)同步對(duì)象有循環(huán)依

賴(lài)關(guān)系時(shí)。

■例如，假定一個(gè)線(xiàn)程進(jìn)入了對(duì)象X的對(duì)象鎖而另

一個(gè)線(xiàn)程進(jìn)入了對(duì)象Y的對(duì)象鎖。如果X的線(xiàn)程試

圖調(diào)用Y的同步方法，它將像預(yù)料的一樣被鎖定。

而Y的線(xiàn)程同樣希望調(diào)用X的一些同步方法，線(xiàn)程

永遠(yuǎn)等待，因?yàn)闉榈竭_(dá)X,必須釋放自己的Y的鎖

定以使第一個(gè)線(xiàn)程可以完成。

■舉例：DeadLock.java

2011-7-826

Java面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)教程

按同步協(xié)調(diào)程度劃分的線(xiàn)程間的關(guān)系

-不相關(guān)的線(xiàn)程

■相關(guān)但不需要同步的線(xiàn)程

■互斥線(xiàn)程

-交互式互斥線(xiàn)程

2011-7-827

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不相關(guān)的線(xiàn)程：Drinkerjava

2011-7-828

Java面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)教程

相關(guān)但無(wú)需同步線(xiàn)程：Kid.java

2011-7-829

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互斥線(xiàn)程：Customerjava

2011-7-830

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交互式的互斥線(xiàn)程：Consumer.java

這腕利|煲對(duì)于顧客和期帕而言是

?共享’的.而且何時(shí)F的以及

何時(shí)何以可都是相夫的對(duì)

、/干這杯費(fèi)?只有客人點(diǎn)

了才會(huì)被做出來(lái),也只