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1、第8章 多线程,本章学习目标,理解多线程的定义。 掌握线程的两种创建方法。 掌握线程的生命期及状态。 理解线程的同步。 掌握线程的调度方法和优先级设置。 掌握线程控制的一些方法。 了解线程组的概念及其实现方法。,多线程,概述 多线程的创建 线程的生命期及其状态 线程的同步,线程的优先级和调度 守护线程 线程组,概述,进程和线程 单线程和多线程 Java语言支持多线程 说明,进程和线程,进程:一个动态执行的程序。 当你运行一个程序的时候，就创建了一个用来容纳组成代码和数据空间的进程。 线程：进程中单一顺序的执行流，线程可以共享内存单元和系统资源，但不能够单独执行，必须存在于某个进程当中。,单线程
2、和多线程,单线程：一个进程中只包含一个线程，也就是说一个程序只有一条执行路线。 多线程：在单个进程中可以同时运行多个不同的线程执行不同的任务。,Java支持多线程,Java线程由以下三部分组成： 虚拟的CPU CPU所执行的代码 CPU所处理的数据 虚拟的CPU被封装在java.lang.Thread类中，有多少个线程就有多少个虚拟的CPU在同时运行，提供对多线程的支持。,说明,执行多线程的时候，Java虚拟处理机在多个线程之间轮流切换，不过每个时刻只能有一个线程在执行 。 main方法是Java的入口程序，一旦进入就启动了一个main线程 。 即使mian方法执行完最后一句， Java程序也
3、会一直等到所有线程都运行结束后才停止 。,多线程的创建,线程体 Thread子类创建线程 使用Runnable接口创建线程 比较,线程体,线程中真正执行的语句块称为线程体。 方法run()就是一个线程体，在一个线程被建立并初始化以后，系统就自动调用run( )方法。,Thread子类创建线程,继承Thread类并重写其中的方法run( )来实 现，把线程实现的代码写到run( )方法中，线 程从run( )方法开始执行，直到执行完最后一 行代码或线程消亡。 请看例子,使用Runnable接口,利用Runnable接口可以让其他类的子类实现多线程的创建，这是利用继承Thread类的方法无法办到的
4、。 采用该方式来创建线程，还必须引用Thread 类的构造方法，把采用Runnable接口类的对象作为参数封装到线程对象当中。 请看例子,比较,使用子类直接继承Thread类的方法创建线程，可以在子类中增加新的成员变量和新的成员函数，使得线程具有新的属性和功能，还可以直接操作线程，但由于java中不支持多继承，因此Thread子类不能扩展其他的类； 利用Runnable接口，线程的创建可以从其它类继承，使得代码和数据分开，不过需要使用Thread对象来操纵线程。,线程的生命期及其状态,线程的状态 线程的状态转换图 与线程状态有关的Thread类方法,线程的状态,线程的生命期是指从线程被创建开始
5、到死亡的过程。通常包括以下5种状态： 新建状态 就绪状态 运行状态 阻塞状态 死亡状态,新建状态,当用Thread类或其子类创建了线程对象时，该线程对象就处于新建状态，系统为该新线程分配了内存空间和其他资源。,就绪状态,线程就排队等待CPU调度的状态。有三种情况使得线程进入就绪状态： 新建状态的线程被启动，但不具备运行的条件； 处于正在运行的线程时间片结束或调用yield()方 法； 被阻塞的线程引起阻塞的因素消除了，进入排队 队列等待CPU的调度。,运行状态,当线程被调度获得了CPU控制权的时候，就进入了运行状态。线程在运行状态时，会调用本对象的run()方法 。,阻塞状态,当运行的线程被人
6、为挂起或由于某些操作使得资源不满足的时候，暂时终止自己的运行，让出CPU，进入阻塞状态。 有下面4种原因使得线程进入阻塞状态： 调用了wait（）方法 调用了sleep（）方法 调用了suspend（）方法 由于输入输出流而引起阻塞,死亡状态,线程的run（）方法执行完所有的任务正常地结束； 线程被stop（）方法强制地终止。,线程消亡有两种情况：,线程的状态转换图,与线程状态有关的Thread类方法,线程状态的判断 线程的新建和启动 线程的阻塞和唤醒 线程的停止,线程状态的判断,isAlive()方法判断线程是否在运行，如果是，返回true，否则返回false。不管是线程未开启还是结束，is
7、Alive()方法都会返回false。,线程的新建和启动,通过new Thread()方法可以创建出一个线程对象，不过此时Java虚拟机并不知道它，因此，我们需要通过start()方法来启动它。 请看例子,线程的阻塞和唤醒,wait()方法 sleep()方法 join()方法 yield()方法 suspend ()方法,wait()方法,public final void wait() public final void wait(long time) public final void wait(long time,int args) 调用wait()方法的线程必须通过调用notify（
8、）方法来唤醒它。方法定义如下： public final void notify() public final void notifyAll() 其中，notify()方法是随机唤醒一个等待的线程 notifyAll()方法是唤醒所有等待的线程。,sleep()方法,public static void sleep(long time) public static void sleep(long time,int args),比较 Thread的sleep()方法使线程进入睡眠状态，但它并不会释放线程持有的资源，不能被其他资源唤醒，不过睡眠一段时间会自动醒过来，而wait()方法让线程进入等待
9、状态的同时也释放了持有的资源，能被其他资源唤醒。,join()方法,join()方法是指线程的联合，即在一个线程运行过程中，若其他线程调用了join()方法与当前运行的线程联合，运行的线程会立刻阻塞，直到与它联合的线程运行完毕后才重新进入就绪状态，等待CPU的调度。 public final void join() public final void join(long time) public final void join(long time,int args) 请看例子,yield()方法,yield()方法是释放当前CPU的控制权。当线程调用yield()方法的时候，若系统中存在相同优
10、先级的线程，线程将立刻停下调用其它优先级相同的线程，若不存在相同优先级的线程，那么yield()方法将不产生任何效果，当前调用的线程将继续运行。,suspend ()方法,在Java2之前，可以利用suspend()和resume()方法对线程挂起和恢复，但这两个方法可能会导致死锁，因此现在不提倡使用。 Java语言建议采用wait()和notify()来代替suspend()和resume ()方法。,线程的停止,使用stop()方法停止一个线程，不过stop()方法是不安全的，停止一个线程可能会使线程发生死锁，所以现在不推荐使用了。Java建议使用其他的方法来代替stop()方法，比如可以
11、把当前线程对象设置为空，或者为线程类设置一个布尔标志，定期地检测该标志是否为真，如要停止一个线程，就把该布尔标志设置为true。 请看例子,线程的同步,示例 Synchronized方法 方法同步 对象同步 饿死和死锁,示例,假设有两个线程Thread1和Thread2同时要访问变量num，线程Thread1对其进行num=num+1的操作，线程Thread2是把num加一后的值附给一个变量data，而线程Thread1的加操作需要三步来执行： 把num装入寄存器； 对该寄存器加1； 把寄存器内容写回num 假设在第一步和第二步完成后该线程被切换，如果此时线程Thread2具有更高优先级线程，
12、线程Thread2占用了CPU，紧接着就把num值赋给data,虽然num的值已加1,但是还在寄存器中，于是出现了数据不一致性。为解决共享数据的操作问题，Java语言中引入线程同步的概念。,Synchronized方法,Java语言中使用关键字synchronized来实现线程的同步。当一个方法或对象使用Synchronized关键字声明的时候，系统就为其设置一特殊的内部标记，称为锁，当一个线程调用该方法或对象的时候，系统都会检查锁是否已经给其他线程了，如果没有，系统就把该锁给它，如果该锁已经被其他线程占用，那么该线程就要等到锁被释放了，才能访问该方法。有时我们需要暂时释放锁，使得其他线程可以
13、调用同步方法，这就可以利用wait()方法来实现。wait()方法可以使持有锁的线程暂时释放锁，直到有其他线程通过notify方法使它重新获得该锁。,方法同步,一个类中任何方法都可以设计成为synchronized方法。我们来看一个例子： 有两个线程:Company和Staff，职员Staff有一个账户，公司每个月把工资存到该职员的账户上，该职员可以从账户上领取工资，职员每次要等Company线程把钱存到账户后，才能从账户上领取工资，这就涉及线程的同步机制。 请看例子,对象同步,synchronized 除了像上面讲的放在方法前面表示整个方法为同步方法外，还可以放在对象前面限制一段代码的执行，
14、实现对象同步。 请看例子 另一种方法是使用Object对象来上锁 请看例子,饿死和死锁,饿死 ：如果一个线程执行很长时间，一直占着CPU资源，而使 得其它线程不能运行，就可能导致“饿死”。 死锁：如果两个或多个线程都在互相等待对方持有的锁，那么 这些线程都进入阻塞状态，永远等待下去，无法执行，程序就出现了死锁。 请看例子,线程的优先级和调度,线程的优先级 线程的调度,线程的优先级,Java中，给每个线程赋一个从1到10整数值来表示多线程优先级，优先级决定了线程获得CPU调度执行的优先程度。 Thread.MIN_PRIORITY（通常为1）的优先级最小； Thread.MAX_PRIORITY
15、（通常为10）优先级最高， NORM_PRIORITY表示缺省优先级，默认值为5。 优先级的操作 获得线程的优先级 int getPriority(); 改变线程的优先级 void setPriority(int newPriority) 请看例子,线程的调度,Java调度器调度遵循以下原则： 优先级高的线程比优先级低的线程线程先调度。 优先级相等的线程按照排队队列的顺序进行调度。 先到队列的线程先被调度。 在时间片方式下，优先级高的线程要等优先级低的线程时间片运行完毕才能被调度。 在抢占式调度方式下，优先级高的线程可以立刻获得CPU的控制权。 由于优先级低的线程只有等优先级高的线程运行完毕或
16、优先级高的线程进入阻塞状态才有机会运行，为了让优先级低的线程也有机会运行，通常会不时让优先级高的线程进入睡眠或等待状态，让出CPU的控制权。,守护线程,setDaemon(boolean on)方法是把调用该方法的线程设置为守护线程。线程默认为非守护线程，也就是用户线程。当我们把一个线程设置为守护线程时，守护线程在所有非守护线程运行完毕后它的run()方法还没执行结束，守护线程也会立刻结束。把一个线程设置为守护线程方式如下： thread. setDaemon(true) 请看例子,线程组,入门 线程组的构造 ThreadGroup类 的一些方法,入门,线程组是把多个线程集成到一个对象里并可以同时管理这些线程。 每个线程组都拥有一个名字以及与它相关的一些属性。每个线程都属于一个线程组。 在线程创建时，可以将线程放在某个指定的线程组中，也可以将它放在一个默认的线程组。 若创建线程而不明确指定属于哪个组，它们就会自动归属于系统默认的线程组。 一旦线程加入了某个线程组，它将一直是这个线程组的成员，而不能改变到其他的组。,线程组的构造,以下三种Thread类的构造方法实现线程创建的同时指定
