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1、3 Sept. 2008 Neusoft Confidential JAVA编程高级编程高级 多线程编程多线程编程 多线程编程多线程编程 目标目标: Java线程机制以及多线程编程的实现线程机制以及多线程编程的实现 本章旨在向学员介绍：本章旨在向学员介绍： 1）Java线程模型。线程模型。 2）Java多线程实现的两种方式：接口多线程实现的两种方式：接口 和继承。和继承。 3）线程的休眠，中断及优先级。）线程的休眠，中断及优先级。 4）线程的同步和死锁）线程的同步和死锁 教学方法：教学方法：讲授讲授ppt 上机练习上机练习 本章要点本章要点 多线程简介多线程简介 多线程模型 多线程实现的两种方
2、式多线程实现的两种方式 实现Runnable接口 继承Thread类 线程的属性和控制线程的属性和控制 线程状态及其生命周期 线程类的主要方法 休眠和中断 多线程同步多线程同步/通信问题通信问题 线程同步，锁和死锁 多线程简介多线程简介 1 多线程实现的两种方式多线程实现的两种方式 2 线程的属性和控制线程的属性和控制 3 多线程同步多线程同步/通信问题通信问题 4 Contents 多线程简介多线程简介 进程进程 计算机在执行的程序 的实体 e.g. 一个.class文件 一个.exe文件 线程线程 一个程序内部 的顺序控制流 一个进程中可以包含 一个或多个线程，一个 线程就是一个程序内部
3、的一条执行线索 基本概念基本概念 进程进程/线程区别线程区别 进程和线程的区别进程和线程的区别 多进程和多线程多进程和多线程 每个进程都有独立的代码和数据空间，进程的切换 会有很大的开销 同一类线程共享代码和数据空间，每个线程有独立 运行的栈和程序计数器，线程切换的开销小 多进程多进程：在操作系统中能同时运行多个任务（程序） 多线程多线程：在同一应用程序中有多个顺序流同时执行 Contents 多线程简介多线程简介 1 多线程实现的两种方式多线程实现的两种方式 2 线程的属性和控制线程的属性和控制 3 多线程同步多线程同步/通信问题通信问题 4 多线程实现的两种方式多线程实现的两种方式 多线程
4、的实现多线程的实现 (1) 创建线程类 继承Thread类 或 实现Runnable接口 (2) 通过Thread类构造器来创建线程对象 Thread( ) Thread(Runnable target) (3) 通过start()方法激活线程对象 线程运行 多线程实现的两种方式多线程实现的两种方式 创建线程的两种方式创建线程的两种方式 线程类线程类 继承Thread类 java.lang.Thread 实现Runnable接口 java.lang.Runnable run( )方法方法 线程运行体线程运行体 要将一段代码（线程体）在一个新的线程上运行，该代码应该在一 个线程类的run( )函
5、数中 写一个类implements Runnable接口，且必须覆盖Runnable接口中 的run( )方法 写一个类extends Thread类，且必须重写Thread类的run( )方法 继承继承Thread类实现线程类类实现线程类 线程类线程类 线程调用线程调用 定义线程类继承 Thread类 覆盖run( )方法 public void run( ) 继承继承Thread类类 ThreadDemo.java TestThread.java 继承继承Thread类实现线程类类实现线程类 run( ) 与与 start( ) TestThread.java 实现实现Runnable接口
6、实现线程类接口实现线程类 线程类线程类 线程调用线程调用 定义线程类实现 Runnable接口 线程共享同样 的数据和代码 覆盖Runnable接 口中的唯一的方法 public void run( ) 实现实现Runnable接口接口 RunnableDemo.java TestRunnable.java 两种实现方式的比较两种实现方式的比较 两种方式的比较两种方式的比较 使用Runnable接口可以避免由于JAVA的单继承性带来的局限 适合多个相同的程序代码的线程去处理同一资源情况，把线程同 程序的代码、数据有效的分离 推荐使用实现Runnable接口 Contents 多线程简介多线程简
7、介 1 多线程实现的两种方式多线程实现的两种方式 2 线程的属性和控制线程的属性和控制 3 多线程同步多线程同步/通信问题通信问题 4 线程状态及其生命周期线程状态及其生命周期 线程的状态及其生命周期线程的状态及其生命周期 一个 Thread 对象在它的整个生存期中能以几种不同的状态存在 start( ) 方法使线程处于可以运行的状态，但 不一定意味着该线程立即开始运行 线程类中的主要方法线程类中的主要方法 线程中的主要方法线程中的主要方法 java.lang.Thread 线程的优先级线程的优先级 线程的优先级线程的优先级 Java提供一个线程调度器来监控程序中启动后进入就绪状态的所 用线程
8、，线程调度器按照线程的优先级来决定应调度哪个线程来执 行 线程的优先级用数字表示，范围从线程的优先级用数字表示，范围从1 1到到1010，一个线程缺省的优先级是，一个线程缺省的优先级是5 5 Thread.MIN_PRIORITY = 1 Thread.NORM_PRIORITY = 5 Thread.MAX_PRIORITY = 10 线程优先级方法线程优先级方法 getPriority( ) 确定线程的优先级 setPriority( ) 设置线程的优先级 线程的休眠线程的休眠 线程的休眠线程的休眠 sleep( ) 让线程中止一段时间的静态方法 Thread.sleep(long mil
9、lis) 暂时停止执行millis毫秒 在睡眠期满的瞬间，再次调用该线程不一定会恢复它的执行 join() 导致当前线程等待，直到调用这个 join 方法的线程终止 join( ) join(long millis) join(long millis,int nanos) yield() 为其他可运行的线程提供执行机会 静态方法 Thread.yield( ) 275-14-7 275-14-6 275-14-5 线程的中断线程的中断 线程的终止线程的终止 自动终止 一个线程完成执行后，不能再次运行 手动终止 stop( ) 已过时，基本不用 interrupt( ) 粗暴的终止方式 可通过使
10、用一个标志指示 run 方法退出，从而终止线程 推荐使用 线程的高级操作线程的高级操作 线程的高级操作线程的高级操作 Object类中线程的相关方法： void wait() 导致当前的线程等待，直到其他线程调用此对象的 notify()方法或 notifyAll() 方法。 void notify() 唤醒在此对象监视器上等待的单个线程。 void notifyAll() 唤醒在此对象监视器上等待的所有线程。 Contents 多线程简介多线程简介 1 多线程实现的两种方式多线程实现的两种方式 2 线程的属性和控制线程的属性和控制 3 多线程同步通信问题多线程同步通信问题 4 同一票号被打印
11、两次 打印出0，甚至负数票号 线程同步线程同步 售票程序售票程序 线程安全线程安全 Ticket.java TestSyn.java 解决方案解决方案 线程同步线程同步 线程同步线程同步 有时两个或多个线程可能会试图同时访问一个资源有时两个或多个线程可能会试图同时访问一个资源 例如，一个线程可能尝试从一个文件中读取数据，而另一个线程 则尝试在同一文件中修改数据 在此情况下，数据可能会变得不一致 为了确保在任何时间点一个共享的资源只被一个线程使用，使为了确保在任何时间点一个共享的资源只被一个线程使用，使 用了“同步”用了“同步” 当一个线程运行到需要同步的语句后，CPU不去执行其他线程中的、 可
12、能影响当前线程中的下一句代码的执行结果的代码块，必须等 到下一句执行完后才能去执行其他线程中的相关代码块，这就是 线程同步 synchronized (Object) /要同步的语句要同步的语句 锁锁 synchronized void methodA() 锁定方法锁定方法 锁定代码块锁定代码块 实现同步的两种方式实现同步的两种方式 一旦一个包含锁定方法（用synchronized修饰）的线程被CPU调用，其 他线程就无法调用相同对象相同对象的锁定方法锁定方法。当一个线程在一个锁定方法内部， 所有试图调用该方法的同实例的其他线程必须等待 要取得要取得 锁的对锁的对 象象 锁锁 实现同步的两种方
13、式实现同步的两种方式 锁定方法锁定方法 使用同步方使用同步方 法法 未使用同未使用同 步步 锁锁 实现同步的两种方式实现同步的两种方式锁定代码块锁定代码块 使用同步使用同步 代码块代码块 锁锁 实现同步的两种方式实现同步的两种方式 注意事项： 受到synchronized保护的程序代码块和方法中，要访问的对象 属性必须设定为private，因为如果不设定为private，那么就可 以用不同的方式来访问它，这样就达不到保护的效果了 锁锁 优点： 可以显示的知道哪些方法是 被锁定的 缺点： 方法中有些程序时不需要保 护的，如果该方法执行会花很 长时间，那么其他人就要花较 多时间等待锁被归还； 只能
14、取得自己对象的锁，有时 候程序设计的需求，可能会需 要取得其他对象的锁； 锁定代码块锁定代码块 实现同步的两种方式实现同步的两种方式两种方式的优缺点两种方式的优缺点 锁定方法锁定方法 优点： 可以针对某段程序代码锁定， 不需要浪费时间在别的 程序代码上； 可以取得不同对象的锁； 缺点： 无法显示的得知哪些方法 是被锁定的； 死锁死锁 死锁死锁 乱用synchronized可能会造成系统打死锁(Dead Lock)的状况！ 锁的归还几种方式： 基本上执行完锁定的程序代码后，锁就会自动归还； 用break语句跳出锁定的语句块，不过这对于写在方法声明的 synchronized没有作用； 遇到return语句； 遇到了异常； 本章小结本章小结 多线程简介多线程简介 多线程模型 多线程实现的两种方式多线程实现的两种方式 实现Runnable接口 继承Thread类 线程的属性和控制线程的属性和控制 线程状态及其生命周期 线程类的主要方法 休眠和中断 多线程同步多线程同步/通信问题通信问题 线程同步，锁和死锁
