java面向对象程序设计第2版第15章-java多线程机制.ppt
Java面向对象程序设计第2版第15章,配合第2版 例子源代码一起使用,Power point 制作：耿祥义 张跃平,Java多线程机制,主要内容Java中的线程Thread子类创建线程使用Runnable接口线程的常用方法GUI线程线程同步在同步方法中使用wait()、notify 和notifyAll()方法计时器线程线程联合守护线程难点线程同步,导读,多线程是指同时存在几个执行体，按几条不同的执行线索共同工作的情况，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。Java虚拟机（JVM）负责管理这些线程，这些线程将被轮流执行，使得每个线程都有机会使用CPU资源。,概述,15.1 Java中的线程 15.1.1 程序、进程与线程,程序是一段静态的代码，它是应用软件执行的蓝本。进程是程序的一次动态执行过程，它对应了从代码加载、执行至执行完毕的一个完整过程，这个过程也是进程本身从产生、发展至消亡的过程。线程是比进程更小的执行单位。,15.1.2 线程的状态与生命周期,建的线程在它的一个完整的生命周期中通常要经历如下的四种状态：1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。2运行:线程必须调用start（）方法（从父类继承的方法）通知JVM，这样JVM就会知道又有一个新一个线程排队等候切换了。一旦轮到它来享用CPU资源时，此线程的就可以脱离创建它的主线程独立开始自己的生命周期了。3中断:有4种原因的中断：JVM将CPU资源从当前线程切换给其他线程，使本线程让出CPU的使用权处于中断状态。线程使用CPU资源期间，执行了sleep(int millsecond)方法，使当前线程进入休眠状。线程使用CPU资源期间，执行了wait()方法。线程使用CPU资源期间，执行某个操作进入阻塞状态。4死亡:处于死亡状态的线程不具有继续运行的能力。线程释放了实体。例题15-1,15.1.3 线程调度与优先级,处于就绪状态的线程首先进入就绪队列排队等候CPU资源，同一时刻在就绪队列中的线程可能有多个。Java虚拟机（JVM）中的线程调度器负责管理线程，调度器把线程的优先级分为10个级别，分别用Thread类中的类常量表示。Java调度器的任务是使高优先级的线程能始终运行，一旦时间片有空闲，则使具有同等优先级的线程以轮流的方式顺序使用时间片。,15.2 Thread的子类创建线程,在编写Thread类的子类时，需要重写父类的run()方法，其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。例题15-2,15.3使用Runnable接口 Runnable接口与目标对象,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。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，该实例对象称作所创线程的目标对象，当线程调用start()方法后，一旦轮到它来享用CPU资源，目标对象就会自动调用接口中的run()方法（接口回调）。例题15-3,15.3.2 关于run方法中的局部变量,对于具有相同目标对象的线程，当其中一个线程享用CPU资源时，目标对象自动调用接口中的run方法，这时，run方法中的局部变量被分配内存空间，当轮到另一个线程享用CPU资源时，目标对象会再次调用接口中的run方法，那么，run()方法中的局部变量会再次分配内存空间。例题15-4,15.3.3 在线程中启动其它线程,线程通过调用start()方法将启动该线程，使之从新建状态进入就绪队列排队，一旦轮到它来享用CPU资源时，就可以脱离创建它的主线程独立开始自己的生命周期了。可以在任何一个线程中启动另外一个线程。例题15-5,15.4 线程的常用方法,1start()：线程调用该方法将启动线程，使之从新建状态进入就绪队列排队，一旦轮到它来享用CPU资源时，就可以脱离创建它的线程独立开始自己的生命周期了。2run():Thread类的run()方法与Runnable接口中的run()方法的功能和作用相同，都用来定义线程对象被调度之后所执行的操作，都是系统自动调用而用户程序不得引用的方法。3sleep(int millsecond):优先级高的线程可以在它的run()方法中调用sleep方法来使自己放弃CPU资源，休眠一段时间。4isAlive():线程处于“新建”状态时，线程调用isAlive()方法返回false。在线程的run()方法结束之前，即没有进入死亡状态之前，线程调用isAlive()方法返回true。例题15-6 5currentThread():该方法是Thread类中的类方法，可以用类名调用，该方法返回当前正在使用CPU资源的线程。6interrupt()：一个占有CPU资源的线程可以让休眠的线程调用interrupt()方法“吵醒”自己，即导致休眠的线程发生InterruptedException异常，从而结束休眠，重新排队等待CPU资源。例题15-7,15.5 GUI线程,当Java程序包含图形用户界面（GUI）时，Java虚拟机在运行应用程序时会自动启动更多的线程，其中有两个重要的线程：AWT-EventQuecue和AWT-Windows。AWT-EventQuecue线程负责处理GUI事件，AWT-Windows线程负责将窗体或组件绘制到桌面。例题15-8，例题15-9,15.6 线程同步,在处理多线程问题时，我们必须注意这样一个问题：当两个或多个线程同时访问同一个变量，并且一个线程需要修改这个变量。我们应对这样的问题作出处理。在处理线程同步时，要做的第一件事就是要把修改数据的方法用关键字synchronized来修饰。所谓线程同步就是若干个线程都需要使用一个synchronized修饰的方法。例题15-10,15.7 在同步方法中使用wait()、notify 和otifyAll()方法,wait()方法可以中断方法的执行，使本线程等待，暂时让出CPU的使用权，并允许其它线程使用这个同步方法。notifyAll()方法通知所有的由于使用这个同步方法而处于等待的线程结束等待。曾中断的线程就会从刚才的中断处继续执行这个同步方法，并遵循“先中断先继续”的原则。notify()方法只是通知处于等待中的线程的某一个结束等待。例题15-11,例题15-12,15.8 计时器线程Timer,当某些操作需要周期性地执行，就可以使用计时器。Timer类的构造方法：Timer(int a,Object b);计时器发生的震铃事件是ActinEvent类型事件。相关方法：start()启动计时器，即启动线程。stop()停止计时器，即挂起线程。restart()重新启动计时器，即恢复线程。例题15-13,15.9 线程联合,一个线程A在占有CPU资源期间，可以让其它线程调用join（）和本线程联合，如：B.join();我们称A在运行期间联合了B。例题15-14,15.10 守护线程,线程默认是非守护线程，非守护线程也称作用户（user）线程。一个线程调用void setDaemon(boolean on)方法可以将自己设置成一个守护（Daemon）线程，例如：thread.setDaemon(true);例题15-15,15.11 小结,1线程是比进程更小的执行单位。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，每条线索，即每个线程也有它自身的产生、存在和消亡的过程，也是一个动态的概念。2Java虚拟机（JVM）中的线程调度器负责管理线程，在采用时间片的系统中，每个线程都有机会获得CUP的使用权。当线程使用CUP资源的时间到时后，即使线程没有完成自己的全部操作，Java调度器也会中断当前线程的执行，把CUP的使用权切换给下一个排队等待的线程，当前线程将等待CUP资源的下一次轮回，然后从中断处继续执行。3线程创建后仅仅是占有了内存资源，在JVM管理的线程中还没有这个线程，此线程必须调用start（）方法（从父类继承的方法）通知JVM，这样JVM就会知道又有一个新一个线程排队等候切换了。4.线程同步是指几个线程都需要调用同一个同步方法（用synchronized修饰的方法）。一个线程在使用的同步方法中时，可能根据问题的需要，必须使用wait()方法暂时让出CPU的使用权，以便其它线程使用这个同步方法。其它线程如果在使用这个同步方法时如果不需要等待，那么它用完这个同步方法的同时，应当执行notifyAll()方法通知所有的由于使用这个同步方法而处于等待的线程结束等待。,
