Java多线程编程实例讲解.ppt
Java程序设计,重庆交大,2023/7/6,13.Java多线程编程实例讲解,13.1 多线程应用实例计算素数13.2 多线程应用实例计数程序13.3 课后作业,2023/7/6,13.1 多线程应用实例计算素数,本节给出一个用Java语言编写的比较经典的多线程应用程序(2,P122)。该Java程序实现的功能是：计算并输出第N个素数，N值可能很大，比如10000；可同时计算若干个素数，比如同时计算并输出第10000、10001、10002个素数。本程序采用多线程技术实现：由于N值很大时，计算第N个素数的计算量还是比较大；特别地，要求可以同时计算若干个素数，这样把计算并输出第N个素数的功能用线程实现，如果要同时计算若干个素数，则计算每个素数单独开启一个线程。计算素数的功能用PrimeFinder类实现。程序清单：chapter13PrimeFinder.java。,2023/7/6,13.1 多线程应用实例计算素数,本实例采用第2种方式(实现runnable接口创建线程类)来创建并启动线程。,package chapter13;public class PrimeFinder implements Runnable public long target;/成员变量：第N个素数当中的N值 public long prime;/就是所找到的第N个素数 public boolean finished=false;/标志着当前线程是否结束 private Thread runner;/就是当前创建并启动的线程对象/构造方法:参数inTarget，接收到的需要查找的第N个素数当中的N值/【注意】这个N值要以构造函数参数的形式传进来,/且通常要定义相应的实例变量 PrimeFinder(long inTarget)target=inTarget;if(runner=null)runner=new Thread(this);runner.start();,public void run()/线程的执行体 long numPrimes=0;/计数，当前找到的是第几个素数 long candidate=2;/candidate，每一个候选的素数 while(numPrimes target)if(isPrime(candidate)numPrimes+;prime=candidate;candidate+;finished=true;boolean isPrime(long checkNumber)/判断checkNumber是否为素数 double root=Math.sqrt(checkNumber);for(int i=2;i=root;i+)if(checkNumber%i=0)return false;return true;,【注意】与第12章例子不同的时，线程的创建及启动是在Runnable实现类的构造函数中实现的。,2023/7/6,13.1 多线程应用实例计算素数,以下PrimeThreads类是使用PrimeFinder类的应用程序。程序清单：chapter13PrimeThreads.java。应用程序PrimeThreads可以同时查找多个素数。用户可通过命令行参数指定要查找哪几个素数。要在NetBeans中设置命令行参数，详见文档：Java相关开发工具经验汇总.doc。,2023/7/6,13.1 多线程应用实例计算素数,package chapter13;public class PrimeThreads public static void main(String arguments)PrimeThreads pt=new PrimeThreads(arguments);/构造函数：从参数数组中读取每个整数并为每个整数创建并启动一个线程 public PrimeThreads(String arguments)PrimeFinder finder=new PrimeFinderarguments.length;for(int i=0;i arguments.length;i+)try long count=Long.parseLong(argumentsi);finderi=new PrimeFinder(count);System.out.println(Looking for prime+count);catch(NumberFormatException nfe)System.out.println(Error:+nfe.getMessage();,boolean complete=false;/判断开启的每个线程是否结束 while(!complete)complete=true;for(int j=0;j finder.length;j+)if(finderj=null)continue;if(!finderj.finished)complete=false;else displayResult(finderj);finderj=null;/输出找到的素数 private void displayResult(PrimeFinder finder)System.out.println(Prime+finder.target+is+finder.prime);,2023/7/6,13.1 多线程应用实例计算素数,使用命令行参数“10000 10001 10002”运行该程序，其输出可能为：Looking for prime 10000Looking for prime 10001Looking for prime 10002Prime 10000 is 104729Prime 10001 is 104743Prime 10002 is 104759,2023/7/6,13.1 多线程应用实例计算素数,线程结束的顺序是不确定的(特别是上述三个线程所花费的时间很接近)，因此输出也可能为：Looking for prime 10000Looking for prime 10001Looking for prime 10002Prime 10002 is 104759Prime 10000 is 104729Prime 10001 is 104743以上输出表明，寻找第10002个素数的线程比寻找第10000个素数的线程先结束。,2023/7/6,13.2 多线程应用实例计数程序13.2.1 未使用多线程技术的计数程序,程序清单：chapter13Counter.java。以上程序的运行界面如下图所示。当单击“Start”按钮时，程序调用addCounter方法，并在文本框中开始计数，从0到99。每次计数后调用Thread类的静态方法sleep使得当前线程暂停50毫秒，此方法的调用并不会新建线程，而是暂停当前线程的活动。,2023/7/6,13.2 多线程应用实例计数程序13.2.1 未使用多线程技术的计数程序,如果希望在计数过程中停止程序运行，似乎单击“Close”按钮就可以停止计数并关闭窗口。但是，实际上却发现“Close”按钮的单击“似乎”不起作用，计数依然在继续；当计数到99，没有单击“Close”按钮，程序却退出了。原因何在呢？这是因为该程序是单线程运行的，一旦某个任务启动了，必须要等到这个任务完成才能进行其他任务的执行。因此当计数开始后，程序不会对其他操作有所反应，而是必须执行完100次循环，然后才能响应“Close”按钮的单击操作，关闭程序。,2023/7/6,13.2 多线程应用实例计数程序13.2.1 未使用多线程技术的计数程序,可以看出，上面的单线程程序缺乏交互性。如果希望在计数的同时，程序也能响应其他操作，这需要通过线程机制来实现。在线程机制中，CPU可以为每个线程都分配自己的一部分时间。每个线程都“感觉”自己好像拥有整个CPU，但CPU的计算时间实际却是在所有线程间分摊的。,2023/7/6,13.2 多线程应用实例计数程序13.2.2 实现一个计数线程的计数程序,实现线程的前提是对程序子任务的划分。对于上面的例子，现在把计数程序分为两个线程：一个用于计数，一个用于事件调度(即主线程)。程序清单：chapter13.test1CounterThread.java。以上程序的运行界面如下图所示。,2023/7/6,13.2 多线程应用实例计数程序13.2.2 实现一个计数线程的计数程序,从上面的程序可以看出，创建线程的方法很简单：将需要独立运行的子任务代码放到从Thread类派生类的run方法中。然后在主线程中原先调用该子任务的地方先创建一个该线程类的实例，再调用线程类的start方法启动线程。新线程只能由start方法启动，然后才能执行run方法。现在，在计数过程中，当单击“Close”按钮后，程序立刻会退出，和我们所设想的一样。,2023/7/6,13.2 多线程应用实例计数程序13.2.3 实现多个计数线程的计数程序,更深入一步，我们希望把“Start”按钮换成“Add”按钮，每次点击“Add”按钮，增加一个文本框，同时在文本框中启动一个新的计数。这需要创建多个线程。程序清单：chapter13.test2CounterMultiThread.java。,2023/7/6,13.2 多线程应用实例计数程序13.2.3 实现多个计数线程的计数程序,以上程序的运行界面如下图所示。每次单击“Add”按钮，在窗口上新增一个文本框，该程序最多允许添加16个文本框。每个文本框都执行自己的计数功能。,2023/7/6,13.3 课后作业,自由落下和水平抛出的小球。编写一个Java GUI应用程序，采用Java多线程技术，模拟自由落体和平抛运动：一个球自由落下，另一个球水平抛出。(自由落体物理公式：h=g*t2/2；平抛运动物理公式：h=g*t2/2，x=26*t),
