java程序設(shè)計教程(第2版)機械工業(yè)出版社 ch07.ppt

1、第七章 Java的多線程程序設(shè)計,7.1 線程的概念 7.1.1 進程和線程 進程是一個具有一定獨立功能的程序在一個數(shù)據(jù)集合上的一次動態(tài)執(zhí)行過程。進程是存儲器、外設(shè)等資源的分配單位。也是處理器的調(diào)度對象。 但每個進程有自己獨立的內(nèi)存空間和資源，進程之間不會共享系統(tǒng)資源。 線程就是比進程更小的運行單位，一個進程可以被劃分成多個線程。在一個支持線程的系統(tǒng)中，線程是處理器的調(diào)度對象。 一個進程中的線程共享進程的資源。線程之間的通信要比進程之間的通信方便。,7.1.2線程和多任務(wù)(multi task) 多任務(wù)是指在系統(tǒng)中可以同時運行多個程序，如果只有一個處理器，在每一時刻只有一個進程的一條指令被執(zhí)行

2、?？梢允惯@些任務(wù)交替執(zhí)行，由于間隔的時間短，這些程序看上去好像在同時運行。 如果將進程再劃分成進線程，每個線程輪流占用處理器，可以減少并發(fā)控制的時間 。 windows98/NT/2000操作系統(tǒng)就是將進程劃分為線程來支持多任務(wù)的并發(fā)處理。 7.1.3 Java對多線程的支持 Java通過對Thread類的繼承或?qū)unnable接口的實現(xiàn)，實現(xiàn)多線程編程。,7.2 線程的創(chuàng)建 為了將進程劃分成線程，要在程序中創(chuàng)建多個線程對象。 Thread類用來創(chuàng)建和控制線程。一個線程要從run方法開始執(zhí)行，run方法的聲明在java.lang.Runnable接口中。 每個程序至少有一個主線程。,7.2.

3、1 Runnable接口 在Runnable中，只聲明了一個方法run public void run( ); 已實現(xiàn)的run方法稱為該對象的線程體。 在創(chuàng)建并啟動了一個線程后，run方法被系統(tǒng)自動調(diào)用。 7.2.2 Thread類 在Thread類中，run方法被實現(xiàn)為空方法。Thread類的聲明格式如下： public class Thread extends Object implements Runnable Thread中的方法如下：,構(gòu)造方法 public Thread( ); public Thread(String name) public Thread(Runnale tar

4、get) public Thread(Runnable target, String name) public Thread(ThreadGroup group, Runnable target) public Thread(ThreadGroup group, String name) public Thread(ThreadGroup group, Runnable target, String name) 其中：name是線程名; target是執(zhí)行線體的目標對象，它必須實現(xiàn) Runnable的run方法； group是線程所屬的線程組的名字。,Thread的成員方法 public fi

5、nal String getName( ) /返回線程名 public final void setName(String name) /將線程的名字設(shè)置為name public void start( ) /啟動已創(chuàng)建的線程對象 public final Boolean isAlive( )/線程是否已啟動 public final ThreadGroup getThreadGroup( ) /返回線程所屬的線程組 public String toString( ) /以字符串的形式得到線程的 /名字、優(yōu)先級和所屬的線程組等信息,Thread的靜態(tài)成員方法 public static Thr

6、ead currentThread( ) /返回當前正在執(zhí)行的線程對象 public static int activeCount( ) /返回當前線程組的活動線程個數(shù) public static int enumerate( Thread tarray) /將當前線程組中的活動線程， /包括子線程復(fù)制到數(shù)組tarray中,7.2.3創(chuàng)建線程的方法 繼承Thread方法創(chuàng)建線程 從Thread類派生出子類，在此子類中覆蓋Thread的run方法。 實現(xiàn)Runnable接口創(chuàng)建線程 創(chuàng)建類實現(xiàn)接口Runnable的run方法，以此類的對象為目標對象，創(chuàng)建了線程對象。,7.3 線程的狀態(tài)與控制 每

7、個線程都存在一個從創(chuàng)建、運行到消亡的生命周期。 在生命周期中，一個線程具有創(chuàng)建、可運行、運行中、阻塞和死亡五種狀態(tài)。 Thread類中的方法可以改變線程的狀態(tài)。,7.3.1線程的狀態(tài) 1. 創(chuàng)建狀態(tài)(new thread) 2. 可運行狀態(tài)（runnable） 3. 運行中狀態(tài)（running） 4. 阻塞狀態(tài)（Not runnable） 5. 死亡狀態(tài)(dead) 方法isAlive用來返回線程的狀態(tài)。如果此方法返回true，線程處于、或Not runnable這幾種狀態(tài)之一。如果此方法的返回false，線程處于new thread或dead狀態(tài)。,7.3.2對線程狀態(tài)的控制 使線程進入睡眠

8、的sleep方法 public static void sleep(long millis) throws InterruptedException 其中millis是指定的睡眠時間。 暫停線程的yield方法 public static void yield( ) yield方法暫停線程的執(zhí)行。 join方法 public final void join( ) throws InterruptedException public final void join(long millis) throws InterruptedException join方法使本線程暫停執(zhí)行，直到調(diào)用該方法的線程

9、執(zhí)行結(jié)束后再繼續(xù)執(zhí)行本線程。,wait和notify(notifyall)方法 這幾個方法在java.lang.Object中。 wait方法使當前線程進入阻塞狀態(tài)，notify(notifyall)方法喚醒等待隊列中的其它線程，使它們進入可運行狀態(tài),和中斷線程有關(guān)的方法 public void interrupt( ) public void boolean isInterrupted( ) public statick void boolean interrupted( ) 方法interrupt為線程設(shè)置一個中斷標記，當run方法運行時，用isInterrupted方法檢測此標記。 靜態(tài)

10、方法interrupted檢測線程是否被中斷，如果是則清除中斷標記并返回true。,7.4 線程的優(yōu)先級和調(diào)度 7.4.1線程的優(yōu)先級 線程的優(yōu)先級用整數(shù)110表示。最低和最高的優(yōu)先級是1和10。默認的優(yōu)先級為5。也可用Thread類的公用靜態(tài)常量表示。 public static final int NORM_PRIORITY=5 public static final int MIN_PRIORITY=1 public static final int MAX_PRIORITY=10 方法getPriority用于獲得線程優(yōu)先級 public final int getPriority(

11、) 方法setPriority用于設(shè)置線程優(yōu)先級： public final setPriority(int newPriority),7.4.2線程的調(diào)度 線程的調(diào)度是負責線程排隊以及CPU在線程之間的分配。被選中的線程獲得處理器進入運行狀態(tài)。 線程的調(diào)度采用占先原則。 對于優(yōu)先級相同的線程，有分時和獨占兩種調(diào)度方式。,7.5 線程組 7.5.1線程組 線程組把多個線程集合為一個對象。 java.lang包中的ThreadGroup類實現(xiàn)了線程組的創(chuàng)建和對線程組的操作。對線程組的操作就是對線程組中的所有線程的操作。 線程組可以形成樹形結(jié)構(gòu)。在java應(yīng)用程序中，最高層的組就是main線程組。

12、,7.5.2 ThreadGroup類 ThreadGroup的構(gòu)造函數(shù) public ThreadGroup(String name) 創(chuàng)建一個名字為name的線程組。 public ThreadGroup(ThreadGroup parent,String name) 在線程組parent中創(chuàng)建一個線程組name。,ThreadGroup的方法 public final String getName( ) 返回線程組的名 public final ThreadGroup getParent( ) 返回線程組的父線程組 public int activeCount( ) 返回當前線程組中活動

13、線程的個數(shù) public int enumerate(Thread list ) public int enumerate(ThreadGroup list ) 將當前線程組中的活動線程復(fù)制到線程數(shù)組或線程組數(shù)組中 public int enumerate(Thread list ,boolean recurse) public int enumerate(ThreadGroup list ,boolean recurse) 將當前線程組中的活動線程（包括子線程中的）復(fù)制到線程數(shù)組或線程組數(shù)組中,7.6線程的同步 7.6.1線程的同步機制 當多個線程對共同的數(shù)據(jù)進行操作時會產(chǎn)生一些問題。 Ja

14、va語言提供了線程的同步控制機制。 對共享數(shù)據(jù)的線程的“互斥”鎖定： 對于共享的數(shù)據(jù)對象，在任何時刻只能有一個線程對它進行操作。這樣可以保證數(shù)據(jù)的完整和一致。 傳送數(shù)據(jù)的線程的同步運行： 為了保證傳送的數(shù)據(jù)能及時正確收到，需要傳送數(shù)據(jù)的線程必須同步運行,7.6.2共享數(shù)據(jù)的互斥鎖定 可以用關(guān)鍵字synchronized使一段代碼或一個方法鎖定一個對象。 用synchronized使代碼鎖定對象的格式如下： synchronized() 用synchronized鎖定方法的格式如下： synchronized 或： synchronized(this) ,7.6.3數(shù)據(jù)傳送時的同步控制 方法的鎖定并不能保證兩種不同的方法互斥