第十章Java的多线程机制.ppt

第十章 Java的多线程机制,程序是一段静态的代码，它是应用程序执行的蓝本,进程是程序的一次动态执行，它对应了从代码加载、执行至执行完毕的一个完整过程,线程 是进程执行过程中产生的多条执行线索,线程是比进程执行更小的单位,10.1什么是线程一。程序、进程与线程,例：ThreadTest.java,class StudentThread extends Thread public void run()for(int i=0;i=5;i+)System.out.println(You are Students!);trysleep(500);catch(InterruptedException e),class TeacherThread extends Thread public void run()for(int i=0;i=5;i+)System.out.println(I am a Teacher!);try sleep(300);catch(InterruptedException e).,public class ThreadTest static StudentThread student;static TeacherThread teacher;public static void main(String args)teacher=new TeacherThread();student=new StudentThread();teacher.start();student.start();,10.2多线程实现Java中实现多线程应用有两种途径：创建Thread类的子类在程序中使用Runnable接口,10.2.1用Thread类的子类创建线程一、只需从Thread类派生出一个子类,在子类中一定要重写run().例：public void run().,二、然后用该子类创建一个对象StudentThread student=new StudentThread();,三、用start()方法启动线程 student.start();,在程序中实现多线程，关键性操作：定义用户线程操作，即run()方法的实现在适当的时候启动线程例：ThreadTest.java,主线程,T1.start(),Tn.start(),T2.Start(),主线程,10.2.2 Runnable()接口 用Runnable()接口实现多线程时，也必须必须实现run()方法，也需用start()启动 线程，但此时常用Thread类的构造方法来创建线程对象,例：class BallThread extends Applet implements Runnable public void start()thread=new Thread(this);thread.start();.private Thread thread;,例：一个模拟小球平抛和自由落体的例子BallThread.java,API:java.lang.ThreadThread(Runnable target)创建一个新线程，它调用target的run(),Target是一个实现了Runnable接口的类的实例,public class BallThread extends Applet implements RunnableThread red,blue;Graphics redPen,bluePen;int t=0;public void init()red=new Thread(this);blue=new Thread(this);redPen=getGraphics();bluePen=getGraphics();redPen.setColor(Color.red);bluePen.setColor(Color.blue);,public void start()red.start();blue.start();,public void run()while(true)t=t+1;if(Thread.currentThread()=red)if(t100)t=0;redPen.clearRect(0,0,110,400);redPen.fillOval(50,(int)(1.0/2*t*9.8),15,15);tryred.sleep(40);catch(InterruptedException e),else if(Thread.currentThread()=blue)bluePen.clearRect(120,0,900,500);bluePen.fillOval(120+7*t,(int)(1.0/2*t*9.8),15,15);tryblue.sleep(40);catch(InterruptedException e),线程机制实现的关键在于它的“并行性”，怎样才能让一个线程让出CPU，供其它线程使用呢？,API：start()启动线程对象run()用来定义线程对象被调度之后所执行的操作，用户必须重写run()方法yield()强制终止线程的执行isAlive()测试当前线程是否在活动sleep(int millsecond)使线程休眠一段时间，长短由参数所决定Void Wait()使线程处于等待状态,10.3线程的属性10.3.1 线程的生命周期线程一共有四种状态:新建(new)可运行状态(runnable)死(dead）堵塞（blocked),新建（new）线程对象刚刚创建，还没有启动，此时还处于不可运行状态。如：Thread thread=new Thread(“test”)此时线程thread处于新建状态但已有了相应的内存空间以及其它资源,可运行状态（runnable)此时的线程已经启动，控制已处于线程的run()方法之中,此时的线程可能运行，也可能不运行，取决于CPU是否空闲。,调用线程的start()方法可使线程处于“可运行”状态 thread.start();,二是当线程处于“可运行”状态时，调用了stop()方法结束了线程的运行，使其进入了死状态。thread.stop();,线程死亡的原因有二：一是run()方法中最后一个语句执行完毕,死(dead),一个正在执行的线程因特殊原因，被暂停执行，进入堵塞状态,堵塞时线程不能进入队列排队，必须等到引起堵塞的原因消除，才可重新进入排队队列,引起堵塞的原因很多，不同原因要用不同的方法解除,sleep(),wait()是两个常用引起堵塞的方法,堵塞(blocked),当run()执行结束返回时，线程自动终止使用stop()也可以终止线程的执行在程序中常常调用interrupt()来终止线程，interrupt()不仅可中断正在运行的线程，而且也能中断处于blocked状态的线程，此时interrupt()会抛出一个InterruptedException异常Java提供了几个用于测试线程是否被中断的方法,10.3.2.线程中断,API:java.lang.ThreadVoid interrupt()向一个线程发送一个中断请求，同时把这个线程的“interrupted”状态置为true.若该线程处于blocked状态，会抛出InterruptedException.Static boolean interrupted()检测当前线程是否已被中断，并重置状态“interrupted”值为false,boolean isInterrupted()检测当前线程是否已被中断，不改变状态“interrupted”值,例：一个多线程的例子BounceThread.java,class Ball extends Thread public Ball(JPanel b)box=b;,public void run()try draw();for(int i=1;i=1000;i+)move();sleep(5);catch(InterruptedException e),addButton(p,Start,new ActionListener()public void actionPerformed(ActionEvent evt)Ball b=new Ball(canvas);b.start(););,Java 的线程调度采用优先级策略:优先级高的先执行，优先级低的后执行；,多线程系统会自动为每个线程分配一个优先级,缺省时，继承其父类的优先级,任务紧急的线程，其优先较高,优先级的线程按“先进先出”的原则,10.4线程优先级BounceExpress.java,垃圾回收是一个优先级很低的线程，当CPU空闲，又没有别的高优先级线程在运行，此时垃圾回收被线程被激活,Thread类有三个与线程优先级有关的静态量：MAX_PRIORITY:最大优先权,值为10MIN_PRIORITY:最小优先权,值为1NORM _PRIORITY:默认优先权,值为5,API：java.lang.ThreadVoid setPriority(int newPriority)重置线程优先级Int getPriority()获得当前线程优先级Static void yield()使当前线程放弃执行权,用setPriority()改变线程的优先级,例：BounceExpress.java,addButton(p,Start,new ActionListener()public void actionPerformed(ActionEvent evt)Ball b=new Ball(canvas,Color.black);b.setPriority(Thread.NORM_PRIORITY);b.start(););,addButton(p,Express,new ActionListener()public void actionPerformed(ActionEvent evt)for(int i=0;i5;i+)Ball b=new Ball(canvas,Color.red);b.setPriority(Thread.NORM_PRIORITY+2);b.start(););,10.5线程同步,案例：会计和出纳同用一帐本的情况 会计负责存款、出纳负责取款,假设，会计每次存入30万，共存三次；然后出纳开始取款，每次取会计存款的一半，共取二次；这个过程一共重复三次。,如果帐面原来有100万，那么会计、出纳操作完后，帐面应该如下：,会计第 一次存款后,会计第 三次存款后,会计第 二次存款后,出纳第 二次取款后,出纳第 一次取款后,出纳第 三次取款后,2、用money表示帐本，会计、出纳都要对其操作,3、设计一个 chunqu方法，会计、出纳利用这个方法对帐本money进行操作,问题分析：1、设计两个线程，一个表示会计kuaiji、一个表示出纳 chuna,程序设计如下：,public void run()if(Thread.currentThread()=kuaiji|Thread.currentThread()=chuna)for(int i=1;i=3;i+)chunqu(30);,public void start()kuaiji.start();chuna.start();,public void chunqu(int number)if(Thread.currentThread()=kuaiji)for(int i=1;i=3;i+)money=money+number;tryThread.sleep(1000);catch(InterruptedException e)text1.append(n+money);else if(Thread.currentThread()=chuna)for(int i=1;i=2;i+)money=money-number/2;tryThread.sleep(1000);catch(InterruptedException e)text2.append(n+money);,运行结果：,存在问题：在大多数实用线程应用中，都 存在两个或两个以上的线程需要共享相同的对象，假设每个线程都调用了改变它状态的方法，就会产生这样的结果。,解决：引入线程同步机制-synchronized 用synchronized修饰的方法，当一个线程要使用该方法，就只能等待其它线程使用完后，方可使用。,public synchronized void chunqu(int number)if(Thread.currentThread()=kuaiji)for(int i=1;i=3;i+)money=money+number;tryThread.sleep(1000);catch(InterruptedException e)text1.append(n+money);.,10.6wait()、notify()和notifyall()方法,案例：一个售票的例子 本周上映影片天下无贼 票价：五元,Student1:用20元买票，售票员找不开钱，student1只能等待其它student2用零钱来买票，以便售票员可以把钱找开,问题可归纳为：当一个线程使用的同步方法中用到某个变量，而该变量需要等到其它线程修改后才能符合本线程的需要，此时要用wait()方法，使其处于阻塞状态,当其它线程使用该方法，对该变量进行修改后，引起阻塞的原因解除，此时可用notify()或notifyall()方法通知等待使用该方法的线程结束等待，继续执行,问题分析：1、设计两个线程，一个表示student1、一个表示student2,2 变量five=2、ten=0、twenty=0表示五元、十元和二十元的张数,3、方法售票规则用来实现卖票过程，返回值是一个String,public synchronized String 售票规则(String stu,int money)if(money=5)five=five+1;s=stu+给您入场券+您的钱正好;else if(money=20)while(five3)trywait();catch(InterruptedException e)five=five-3;twenty=twenty+1;s=stu+给您入场券+您给我20，找您15元;notifyAll();return s;,public void run()if(Thread.currentThread()=student1)String s=sellperson.售票规则(“student1:,20);text.append(n+s);else if(Thread.currentThread()=student2)String s=wang.售票规则(“student2:,5);text.append(n+s);,总结：1、多线程的概念2、多线程的实现方法3、线程的生命周期4、线程的调度原则5、sleep、wait方法6、同步机制7、唤醒机制,