多线程-java网络程序设计

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1、Java网络程序设计,信息工程系 孙琳2013-08,第六章 多线程,信息工程系 孙琳2013-08,6 多线程,6.1 在Java中实现多线程 6.2 线程的五种状态 6.3 线程的优先级 6.4 线程的同步 6.5 线程的阻塞 6.6 守护线程 6.7 线程组,计算机基本知识补充,一般常见的Java应用程序都是单线程的。比如，用java命令运行一个最简单的HelloWorld的Java应用程序时，就启动了一个JVM进程，JVM找到程序程序的入口点main()，然后运行main()方法，这样就产生了一个线程，这个线程称之为主线程。当main方法结束后，主线程运行完成。JVM进程也随即退出 。

2、对于一个进程中的多个线程来说，多个线程共享进程的内存块，当有新的线程产生的时候，操作系统不分配新的内存，而是让新线程共享原有的进程块的内存。因此，线程间的通信很容易，速度也很快。不同的进程因为处于不同的内存块，因此进程之间的通信相对困难。实际上，操作的系统的多进程实现了多任务并发执行，程序的多线程实现了进程的并发执行。多任务、多进程、多线程的前提都是要求操作系统提供多任务、多进程、多线程的支持。,在Java程序中，JVM负责线程的调度。线程调度是值按照特定的机制为多个线程分配CPU的使用权。 调度的模式有两种：分时调度和抢占式调度。分时调度是所有线程轮流获得CPU使用权，并平均分配每个线程占用

3、CPU的时间；抢占式调度是根据线程的优先级别来获取CPU的使用权。JVM的线程调度模式采用了抢占式模式。,计算机基本知识补充,所谓的“并发执行”、“同时”其实都不是真正意义上的“同时”。众所周知，CPU都有个时钟频率，表示每秒中能执行cpu指令的次数。在每个时钟周期内，CPU实际上只能去执行一条（也有可能多条）指令。操作系统将进程线程进行管理，轮流（没有固定的顺序）分配每个进程很短的一段是时间（不一定是均分），然后在每个线程内部，程序代码自己处理该进程内部线程的时间分配，多个线程之间相互的切换去执行，这个切换时间也是非常短的。因此多任务、多进程、多线程都是操作系统给人的一种宏观感受，从微观角度

4、看，程序的运行是异步执行的。 用一句话做总结：虽然操作系统是多线程的，但CPU每一时刻只能做一件事，和人的大脑是一样的。,计算机基本知识补充,什么是进程,进程就是一个在内存中独立运行的程序，有自己的地址空间 。任务管理器里可以看到有多个进程 “多任务”：指操作系统能同时运行多个进程（程序）。如xp系统可以同时运行写字板程序、画图程序、WORD、EXCEL等,多线程：在同一程序中，有多个顺序流同时执行。,图1 JVM轮流执行线程,Java中的线程,Thread 是process之中正在运行着的一段代码，通常是一个功能块。程序运行时可以派生出多个线程同时运行。每个线程（执行线索）也有它产生存在和消

5、亡的过程。同类的多个线程共享一块内存空间和一组系统资源。另外，线程可以利用这些共享单元实现数据交换、通信和同步。,线程与进程的比较,都是程序的多个顺序的流动态执行。 线程是一种轻量级的进程，同类的多个线程是共享一块内存空间和一组系统资源 ，线程切换的开销小。 每个进程都有独立的代码和数据空间，进程切换的开销大。一个进程中可以包含多个线程 。,返回,6.1 在Java中实现多线程,Java的线程是通过java.lang.Thread类来实现的。 每个线程都是通过某个特定Thread对象所对应的方法run( )来完成其操作的，方法run( )称为线程体（即线程的可执行代码）。,用Thread类创建

6、线程,要将一段代码在一个新的线程上运行，该代码应该在一个类的run函数中，并且函数所在的类是Thread类的子类，子类要覆盖Thread类中的run函数，在子类的run函数中调用想在新线程上运行的程序代码。 启动一个新的线程，我们不是直接调用Thread的子类对象的run函数，而是调用Thread子类对象的start（从Thread类继承到的）方法，Thread类对象的start方法将产生一个新的线程，并在该线程上运行该Thread类对象中的run方法。 由于线程的代码段在run方法中，那么该方法执行完成后线程也就相应的结束了。因而我们可以通过控制run方法中循环的条件来控制线程的结束。,多线

7、程,文件,输入输出装置,各种系统资源,数据区段,程序区段,只有一个地方在执行,文件,输入输出装置,各种系统资源,程序区段,同时有数个地方在执行,传统的进程,多线程的任务,创建线程,有两种方法用来创建线程： 继承Thread父类，并覆盖 run() 方法。 class mythread extends Thread public void run( ) /* 覆盖该方法*/ 声明一个实现 Runnable 接口的类，并实现 run() 方法。 class mythread implements Runnablepublic void run( ) /* 实现该方法*/ 用start()方法启动线

8、程： Thread t1 = new Thread(); T1.start();,class MitiSay extends Thread public MitiSay (String threadName)super(threadName);public void run()System.out.println(getName()+“线程运行开始“);System.out.println(getName()+“线程的优先级“+getPriority();for(int i=0;i10;i+)System.out.println(i+“ “+getName();/*trysleep(int)M

9、ath.random()*10);catch(InterruptedException e)e.printStackTrace();*/System.out.println(getName()+“线程运行结束“); ,public class TestMitiThread public static void main(String args) System.out.println(Thread.currentThread().getName()+“线程运行开始“);new MitiSay(“A“).start();new MitiSay(“B“).start();new MitiSay(“C

10、“).start();System.out.println(Thread.currentThread().getName()+“线程运行结束“); ,public class MyThread implements Runnableint count=1,number;public MyThread(int num)number=num;System.out.println(“创建线程“+number);public void run()while(true)System.out.println(“线程“+number+“:计数“+count);if(+count=6) return;publ

11、ic static void main(String args) for(int i=0;i5;i+)new Thread(new MyThread(i+1).start(); ,6.2 线程的五种状态,创建状态new 当用new创建一个线程时，该线程尚未运行，start()尚未被调用 可运行状态runnable 一旦调用了start方法，该线程便是一个可运行的线程。CPU 时间随时可能被分配给该线程，从而使得它执行。 运行状态running 运行run()方法代码 阻塞状态block 死亡状态dead：由于下面两个原因，线程将变成死线程： 由于run方法的正常退出而自然死亡； 没有捕获到的异

12、常事件终止了run方法的执行，从而导致线程突然死；,线程的状态,blocked（被中断运行）阻塞状态：线程不会被分配 CPU 时间，无法执行；可能阻塞于I/O，或者阻塞于同步锁。 blocked（被中断运行）：当出现下列操作之一时，线程便进入中断状态： 有人调用该线程的sleep()方法； 该线程调用了wait()方法； 该线程调用了一个在输入输出时中断的操作，也就是说，在输入和输出操作完成之前，该操作不会返回到它的调用程序； 该线程试图锁定一个当前被另一个线程锁定了的对象,线程状态迁移图,新建 （new）,可运行 （runnable）,被中断 (blocked),死亡 (dead),Run方

13、法退出,异常停止,start(),睡眠sleep(),在I/O上中断,I/O操作完成,wait(),notify(),等待锁定,锁可用,new thread(),睡眠结束,6.3 线程的优先级,线程的优先级代表该线程的重要程度，当有多个线程同时处于可执行状态并等待获得 CPU 时间时，线程调度系统根据各个线程的优先级来决定给谁分配 CPU 时间，优先级高的线程有更大的机会获得 CPU 时间，优先级低的线程也不是没有机会，只是机会要小一些罢了。 线程的优先级仍然无法保障线程的执行次序。只不过，优先级高的线程获取CPU资源的概率较大，优先级低的并非没机会执行。,在java中，每一个线程都有一个优先

14、级。默认情况下，一个线程将继承其父线程的优先级。线程的优先级用数字来表示，范围从1到10，一个线程的缺省优先级是5 Thread.MIN_PRIORITY = 1Thread.MAX_PRIORITY = 10Thread.NORM_PRIORITY = 5 调用 Thread 类的方法 getPriority()和 setPriority()来存取线程的优先级。 setPriority()带有一个010之间的整数，如果大于10或者小于10，抛出IllegalArgumentException。int getPriority();void setPriority(int newPriority

15、);,t1.setPriority(10); t2.setPriority(1);,不要误以为优先级越高就先执行。谁先执行还是取决于谁先取得CPU的资源,线程的问题,由于同一进程的多个线程共享同一片存储空间，在带来方便的同时，也带来访问冲突这个严重的问题。 例如：当一个 Java 线程在修改一个共享变量时，另外一个线程正在使用或者更新同一个变量，这样容易导致程序出现错误的结果。,解决办法,如果想解决这种问题，就需要使用同步。所谓同步就是在统一时间段中只有有一个线程运行， 其他的线程必须等到这个线程结束之后才能继续执行。,关键代码段,为解决操作的不完整性问题，在Java 语言中，引入了对象互斥锁

16、的概念，来保证共享数据操作的完整性。每个对象都对应于一个可称为“ 互斥锁“ 的标记，这个标记用来保证在任一时刻，只能有一个线程访问该对象。 关键字synchronized 来与对象的互斥锁联系。当某个对象用synchronized 修饰时，表明该对象在任一时刻只能由一个线程访问。 Synchronized(obj) 关键段 obj 锁对象,6.4 线程的同步,synchronized方法 public synchronized 方法返回类型 方法名（参数列表）/ 其他代码 synchronized块 synchronized（同步对象）/需要同步的代码 一般都把当前对象this作为同步对象。,

17、java.lang.Thread类,这个类包含了创建和运行线程所需的一切东西 构造函数： public Thread()； public Thread(Runnable target)； public Thread(ThreadGroup group, Runnable target)； public Thread(String name)； public Thread(ThreadGroup group, String name)； public Thread(Runnable target, String name)； public Thread(ThreadGroup group, Runnable target, String name)； 参数说明： target：一个对象，线程启动后它的run方法会被调用。如果该参数为null，那么thread对象本身的run方法会被调用 group：线程组对象 name：新线程对象的名字,