《Java语言程序设计 教学课件 ppt 作者 于红 第9章_多线程》由会员分享，可在线阅读，更多相关《Java语言程序设计 教学课件 ppt 作者 于红 第9章_多线程（29页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第9章 多线程,9.1 多线程机制 9.1.1 基本概念 现代操作系统的重要特点是在保证安全的前提下，让程序能够并发执行，为了达到这一目的，操作系统中引入了进程的概念。程序是完成一定功能的指令串，是一个静态的概念；而进程是指一段程序对某一数据集合在处理机上的一次执行过程，是一个动态的概念，进程是有生命周期的。,如果把程序看成菜谱，进程就是某个厨师照着菜谱炒一次菜的过程；如果把程序看成钢琴曲谱，进程就是钢琴演奏者照着钢琴曲谱演奏一次钢琴曲的过程。引入了进程的概念之后，各种应用就可以并发执行，例如：用户可以在打印文档的同时听音乐、编辑源程序，此时，打印文档对应一个进程、播放音乐对应一个进程、编辑源
2、程序对应一个进程，这三个完成不同功能的程序并发执行。,但是，在许多情况下，用户要完成的任务具有很多相似的性质，例如：一个WWW服务器接受来自不同用户的网页访问请求，这些请求的处理可以并发执行，如果串行处理每个用户的请求，将会使得用户的等待时间过长。如果用进程来处理用户的网页访问请求，可以在一定程度上提高并发性，减少用户的等待时间，但是创建进程的开销太大，当用户数很多时，用户的等待时间依然很长，为了进一步减少系统开销，提高程序的执行效率，操作系统中引入了“线程”的概念。线程是进程的一部分，同一个进程的不同线程之间共享该进程的资源，不同线程之间的切换不需要进行进程上下文的切换，只需要进行CPU内部
3、的寄存器的切换，可以大大降低系统开销，提高运行效率。Java语言对多线程机制直接提供支持。,9.1.2 线程的状态 跟进程一样，线程也是有生命周期的，在线程的整个生命周期中，线程在各种不同的状态之间切换，一般的，线程有三种基本状态：就绪状态、运行状态和阻塞状态。 就绪状态：线程具有运行条件，此时线程已经获得除CPU以外的所有资源，只要线程调度程序将CPU的控制权交给线程，线程即可运行。 运行状态：线程所对应的代码在处理机上运行，此时，该线程拥有对CPU的控制权，除非该线程主动放弃CPU的控制权或者CPU控制权被更高优先级的线程抢占。,阻塞状态：当线程不具备继续运行的条件时，线程由运行状态变为阻
4、塞状态，处于阻塞状态的线程暂时无法进入就绪队列，处于阻塞状态的线程往往等待某些事情发生，当所等待的事情发生以后，该线程被唤醒，至于具体由什么事件唤醒阻塞线程，则取决于该线程的阻塞原因。例如：如果线程等待I/O，则I/O完成时，该线程被唤醒；如果线程等待其他线程传入的数据，则当数据传入后，该线程被唤醒；如果线程处于睡眠状态，则当睡眠时间结束后线程被唤醒。特别强调的是，处于阻塞状态的线程被唤醒之后就进入就绪队列。,在实际的系统中，考虑到各种不同的需求，有的系统中的线程具有五种基本状态：就绪状态、运行状态、阻塞状态、新建状态和死亡状态，其中就绪、运行和阻塞状态的定义前面已经叙述过，新建状态和死亡状态
5、的定义如下。 新建状态：线程已经创建但是还未启动运行，此时线程已经被分配了内存空间，私有数据已经被初始化，但是未被调度，所以还没有进入到就绪队列，此时该线程可以被调度变成就绪状态，也可以被杀死，变成死亡状态。 死亡状态：线程运行正常结束或非正常结束后，线程处于死亡状态。,图9-1描述了线程的状态及转换。,9.2 线程类和线程接口 Java语言实现多线程机制有两种方法：一种是继承Thread类，另一种是实现Runnable接口。 9.2.1 Thread类 在Java语言中，用Thread类或其子类创建线程对象，Thread类位于java.lang包中。程序员可以扩展 Thread类，但需要重写
6、父类的run方法，目的是规定线程的具体操作，否则线程就什么也不做，因为父类的run方法中没有任何操作语句。,1Thread类的构造方法 Thread类有四种格式的常用构造方法。 （1）public Thread()：创建一个默认名字的线程对象。 （2）public Thread(Runnable target)：由接口对象target创建一个默认名字的线程对象。 （3）public Thread(Runnable target,String name)：由接口对象target创建一个名字为name的线程对象。 （4）public Thread(String name)：创建一个名字为name的
7、线程对象。 （5）public Thread(ThreadGroup group, subThread, someThread，String name)：创建一个名字为name的subThread类线程对象并将其放入线程组group中。 在创建线程时，用户可以根据需要选择合适的构造方法创建线程，关于线程组将在9.2.3节介绍。,2Thread类的其他常用方法 除构造方法外，Thread类的还提供了其他方法用于对线程进行控制，Thread类的其他常用方法如下： （1）public static Thread currentThread()：返回当前正在运行的线程对象的引用。 （2）public
8、String getName()：返回线程对象的名字。 （3）public int getPriority()：返回线程对象的优先级。 （4）public void interrupt()：中断线程对象。 （5）public static boolean interrupted()：测试当前线程对象自身是否被中断过，该方法在判断的同时清除“线程中断”标记。 （6）public boolean isAlive()：判断线程对象是否处于活动状态，若线程对象已执行过start()方法且还没有进入死亡状态，则返回true，否则返回false。 （7）public boolean isDaemon()：
9、判断线程对象是否为守护线程，若该线程对象是一个守护线程，则返回true，否则返回false。 （8）public boolean isInterrupted()：测试该线程对象是否被中断过，与interrupted方法不同的是，该方法不清除“线程中断”标记。,（9）public void join()：用于阻塞线程。调用该方法的当前线程由运行状态变为阻塞状态，直到本线程进入死亡状态才可以唤醒被阻塞线程。 （10）public void join(long millis)：用于阻塞线程。调用该方法的当前线程由运行状态变为阻塞状态，直到本线程进入死亡状态才可以唤醒被阻塞线程。但最多等待millis
10、 ms，如果已经等待了millis ms，不论本线程是否死亡，被阻塞线程都被唤醒。若参数millis值为0，则等同于join()。 （11）public void run()：并发执行的Java程序的代码段。当run()方法执行完毕，该线程进入死亡状态。 （12）public void setDaemon(boolean on)：将线程设置为守护线程或用户线程。若参数on的值为true，则将线程设置为守护线程，否则设置为用户线程。 （13）public void setName(String name)：设置线程名字。 （14）public void setPriority(int newPr
11、iority)：设置线程优先级。 （15）public static void sleep(long millis)：将运行状态的当前线程转为就绪状态，使其睡眠millis ms。 （16）public void start()：启动线程，将创建的线程由新建状态转为就绪状态，此时，线程具有运行条件，是否开始执行run()方法中的代码由线程调度程序决定。 （17）public static void yield()：释放当前线程，使其放弃CPU进入就绪状态，给其他线程对象一个执行的机会。 （18）public void stop()：强行终止线程，使线程由当前状态（可能为运行、阻塞或就绪）转为死
12、亡状态，不推荐使用该方法，因为该方法会导致产生异常。,3通过继承Thread类创建线程的格式 public class threadName extends Thread public void run() / 此方法必须重写 ,使用Thread类的子类创建线程的优点是：可以在子类中增加新的成员变量，使线程具有某种属性，也可以在子类中增加新的方法，使线程具有某种功能。总的来说，使用Thread类的子类创建线程优点是编写简单，可以直接操纵线程，缺点是Java不支持多继承，Thread类的子类只能继承Thread类，不能继承其他类，但有时实际系统中需要某个线程有多个父类，Java提供的Runnab
13、le接口可以满足这种需求。,9.2.2 Runnable接口 创建线程的另一个途径就是用Thread类直接创建线程对象。使用Thread创建线程对象时，通常使用的构造方法是：Thread（Runnable target），该构造方法中的参数是一个Runnable类型的接口，因此，在创建线程对象时必须向构造方法的参数传递一个实现Runnable接口类的实例，该实例对象是所创建线程的目标对象，当线程调用start方法后，一旦轮到它来使用CPU资源，自动调用接口中的run方法，这一过程是自动实现的，用户程序只需要让线程调用start方法即可，也就是说，当线程被调度并转入运行状态时，所执行的就是run
14、()方法中所规定的操作。,Runnable接口的定义如下： public interface Runnable public void run(); 该接口只定义了一个run()方法，用于存放作为线程运行的并发程序代码。已继承了其他类的类只要实现了这个接口，将并发运行的程序代码放在run()方法中，然后使用Thread类的构造函数就可以创建线程对象了。,使用Runnable接口的特点是：可以将Thread类与所要处理的任务分开，形成清晰的模型，还可以从其他类继承。 特别提示：若直接继承Thread类，在类内this即指当前线程。若使用Runnable接口，要在类中获得当前线程，必须使用静态Th
15、read方法currentThread()来获取对当前线程的引用。,9.2.3 线程组 线程组是线程集合。一般把具有类似功能的线程放在同一个线程组中进行统一管理，同一个线程组中的线程可以统一进行操作，例如，可以同时挂起或唤醒同一组里的所有线程。在创建线程时可以指定将线程放入某个线程组中，也可以由系统将它放入某个默认的线程组中，通常，默认的线程组就是创建该线程的线程组。线程一旦加入某个线程组，将一直是这个线程组的成员，不能将线程移出该线程组。线程组中可以包含线程或其他线程组，所有的线程和线程组构成了一颗以系统线程为根的树。,1线程组类ThreadGroup的构造方法 在Java语言中，用Thre
16、adGroup类创建线程组对象，ThreadGroup类位于java.lang包中。ThreadGroup类的构造方法格式如下： public ThreadGroup (String name)：创建一个名字为name的线程组对象。,2ThreadGroup类的其他方法 除了构造方法以外，ThreadGroup类还提供了其他方法对线程组中的线程或线程组进行操作，主要方法包括： （1）getName()：返回线程组的名字。 （2）getParent()：返回父线程组的名字。 （3）activeCount()：返回当前线程组中活动线程数，包括子线程组中的活动线程数。 （4）interrupt()：向线程组及其子组中的线程发送中断信息。,（5）setMaxPriority(int pri)：设置线程组的最高优先级，优先级为1至10之间的整数，优先级为1的优先级最低，优先级为10 的优先级最高。 （6）getMaxPriority()：返回线程组的最高优先级。 （7）isDestroyed()：判断线程组是否已经销毁。 （8）list()：可以打印出与一个线
