《java程序设计与案例》课件第7章多线程

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1、Java 的多线程机制,Java的多线程机制,2,主要内容,线程的概念 线程的生命周期 Java中多线程的编程 继承Thread类与使用Runnable接口 Thread类的主要方法 线程的同步与死锁 动画,Java的多线程机制,3,程序 - 进程 - 线程,程序是为完成特定任务、用某种语言编写的 一组指令的集合。指一段静态的代码。 进程是程序的一次执行过程，是系统进行调 度和资源分配的一个独立单位。,Java的多线程机制,4,程序-进程-线程,线程是比进程更小一级的执行单元。 一个进程在其执行过程中，可以产生多个线程，形 成多条执行线索。 每个线程也有它自身的产生、存在和消亡的过程， 也是一

2、个动态的概念。 一个线程有它自己的入口和出口，以及一个顺序执 行的序列 线程不能独立存在，必须存在于进程中，各线程间 共享进程空间的数据。 线程 线程创建、销毁和切换的负荷远小于进程， 又称为轻量级进程（lightweight process）。 系统负担小，主要是CPU的分配。,Java的多线程机制,5,基本概念之一：进程,进程是正在运行的一个程序 程序：静态对象进程：动态过程 操作系统为每个进程分配一段内存空间， 包括：代码、数据以及堆栈等资源 多任务的操作系统（OS）中，进程切换对 CPU资源消耗较大,Java的多线程机制,6,基本概念之二：多线程,多线程是指同时存在几个执行体，按几条不

3、 同的执行线索共同工作的情况。 多线程实现单个进程中的并发计算。 各线程间共享进程空间的数据，并利用这些 共享单元来实现数据交换、实时通信与必要 的同步操作。 多线程的程序能更好地表述和解决现实世界 的具体问题，是计算机应用开发和程序设计 的一个必然发展趋势。,Java的多线程机制,7,进程与多线程,Java的多线程机制,8,线程的调度,调度策略 时间片 抢占式：高优先级的线程抢占CPU Java的调度方法 同优先级线程组成先进先出队列，使用时间片策略 对高优先级，使用优先调度的抢占式策略,1,2,Java的多线程机制,9,Java与多线程,Java语言的一个重要功能特点就是内置对多 线程的支

4、持，它使得编程人员可以很方便地 开发出具有多线程功能，能同时处理多个任 务的功能强大的应用程序。 每个Java程序都有一个隐含的主线程 application main 方法 Applet小程序，主线程指挥浏览器加载并执 行 Java小程序。,Java的多线程机制,10,线程的概念模型,Java的多线程机制,11,线程的生命周期,要想实现线程，必须在主线程中创建新的线程对象。Java语言使用Thread类及其子类的对象来表示线程，在它的一个完整的生命周期中通常要经历如下的五种状态： 新建： 当一个Thread类或其子类的对象被声明并创建时，新生的线程对象处于新建状态 就绪：处于新建状态的线程被

5、启动后，将进入线程队列等待CPU时间片，此时它已具备了运行的条件 运行：当就绪的线程被调度并获得处理器资源时,便进入运行状态， run()方法定义了线程的操作和功能 阻塞：在某种特殊情况下，被人为挂起或执行输入输出操作时，让出CPU并临时中止自己的执行，进入阻塞状态 死亡：线程完成了它的全部工作或线程被提前强制性地中止 stop()或destroy(),Java的多线程机制,12,线程的生命周期,Java的多线程机制,13,线程的生命周期（续）,Newborn：线程已创建，但尚未执行 Runnable：（就绪） 线程已被调度，按优先级和先到先服务原则在 队列中排队等待CPU时间片资源 Runn

6、nig：正在运行 Blocked：（阻塞） 因某事件或睡眠而被暂时性地挂起 Dead：正常/强行中断，退出运行状态,Java的多线程机制,14,线程状态,Java的多线程机制,15,Java对多线程的支持,提供对多线程的支持 Thread类 start( ), stop( ), run( ) Runnable 接口 实现多线程的两种编程方法 继承 Thread 类 实现 Runnable 接口,Java的多线程机制,16,Thread类,Thread类综合了Java程序中一个线程需要拥有的属性和方法 当生成一个Thread类的对象后，一个新的线程诞生了。 每个线程都是通过目标对象的方法run(

7、)来完成其操作的。方法run() 称为线程体(线程方法)。 提供线程体的目标对象是在初始化一个线程时指明的。 任何实现了Runnable接口(实现run()方法)的类实例都可以作为线程的目标对象。,Java的多线程机制,17,方法之一：继承Thread类,Thread类的重要方法：run( ) 定义线程的具体操作 系统调度此线程时自动执行 初始时无具体操作内容 如何编程呢？,继承Thread类，定义 run( ) 方法,Java的多线程机制,18,Easy? Lets try it!,小例子： SimpleThread.java TwoThreadsTest.java,Java的多线程机制,1

8、9,Java的多线程机制,20,Thread类,java.lang包 构造函数 Thread(); Thread(String threadname); 指定线程实例名 线程的优先级控制 三个常量： MAX_PRIORITY 10; MIN _PRIORITY 1; NORM_PRIORITY 5; getPriority() 返回线程优先值 setPriority(int newPriority) 改变线程的优先级 线程创建时继承父线程的优先级,Java的多线程机制,21,Thread类的有关方法,void start(): 由Newborn到Runnable 启动线程 String get

9、Name(): 返回线程的名称 run(): 线程在被调度时执行的操作 static void sleep(指定时间毫秒): 令当前活动线程在指定时间段内放弃对CPU控制,使 其他线程有机会被执行,时间到后重排队 产生例外InterruptedException 用try块调用sleep()，用catch块处理例外,Java的多线程机制,22,Thread类的有关方法(续),suspend() ：挂起线程，处于阻塞状态 resume()：恢复挂起的线程，重新进入就绪队 列排队 应用：可控制某线程的暂停与继续 方法：设一状态变量suspendStatus=false(初始) 暂停：if(!sus

10、pendStatus) T.suspend(); suspendStatus=true; 继续：if(suspendStatus) T.resume(); suspendStatus=false;,Java的多线程机制,23,Thread类的有关方法(续),static void yield()：对正在执行的线程 若就绪队列中有与当前线程同优先级的排队线程, 则当前线程让出CPU控制权,移到队尾 若队列中没有同优先级的线程，忽略此方法 stop(): 强制线程生命期结束 boolean isAlive()：返回boolean,表明是否线程还 存在 static currentThread():

11、 返回当前线程,Java的多线程机制,24,生成与运行线程 方法1,Java的多线程机制,25,建立线程,Java的多线程机制,26,Thread类方法总结,启动线程：start() 有关线程执行的控制： stop()、suspend()、resume() 有关调度控制 Thread.sleep(10); /低优先级的线程也可以获得执行 Thread.yield(); /同优先级的线程可以获得执行 suspend(); /暂停本线程,Java的多线程机制,27,方法之二：Runnable,Runnable接口 自定义类实现Runnable接口 使用Thread类的另一构造函数： Thread(

12、Runnable, String) 用实现了Runnable接口的类的对象中所定义的 run()方法, 来覆盖新创建的线程对象的run() 方法 使用start()启动线程,Java的多线程机制,28,方法之二：Runnable（续）,例： class A implements Runnable public void run(). class B public static void main(String arg) Runnable a=new A(); Thread t=new Thread(a); t.start(); ,Java的多线程机制,29,建立线程例,public class

13、 ThreadTest public static void main(String args) Job1 j = new Job1(); Thread t1 = new Thread(j) ; t1.start() ; class Job1 implements Runnable int i =1 ; public void run() while (i50) System.out.println(i+) ; ,Java的多线程机制,30,建立线程,Java的多线程机制,31,生成与运行线程 方法2,class MyRun implements Runnable public void ru

14、n() 线程体 MyRun mr = new MyRun(); Thread t1 = new Thread(mr) ; t1.start(); /Thread实例用于线程控制 适合于：定义run()方法的类必须是其他类或其他类的子类。,Java的多线程机制,32,方法之二：Runnable（续）,两种方法的选择 当需要从其他类，如Applet类继承时，使用Runnable接口 当编写简单的程序时，可考虑使用继承Thread类 例：RaceApplet.java 具体运行结果（线程调度）与平台有关,Java的多线程机制,33,Java的多线程机制,34,public void init() /

15、重载Applet的init()方法 for (int i = 0; i NUMRUNNERS; i+) runnersi = new Runner(); /创建赛跑线程线程 runnersi.setPriority(i+1); /设优先级first=1,second=2 if (updateThread = null) /创建绘图线程，并设优先级为3 updateThread = new Thread(this, “Thread Race“); updateThread.setPriority(NUMRUNNERS+1); addMouseListener(new MyAdapter(); /

16、注册事件监听者 /end of init(),Java的多线程机制,35,/ 内部事件监听者类，监听鼠标事件 class MyAdapter extends MouseAdapter /鼠标点击后，开始赛跑及绘制线程 public void mouseClicked(MouseEvent evt) if (!updateThread.isAlive() updateThread.start(); /启动绘制线程 for (int i = 0; i NUMRUNNERS; i+) if (!runnersi.isAlive() runnersi.start(); /启动赛跑线程 /end of class MyAdapter,Java的多线程机制,36,public void paint(Graphics g) /paint