第六章多線程第06章

1、第6章多線程2不憤不啟，不悱不發(fā)。不憤不啟，不悱不發(fā)。舉一隅而不以三隅反，則不復(fù)也。舉一隅而不以三隅反，則不復(fù)也。3討論正方：選擇越多越幸福反方：選擇越多越痛苦4回顧與作業(yè)點(diǎn)評(píng)請(qǐng)描述什么是請(qǐng)描述什么是JavaJava反射機(jī)制反射機(jī)制？請(qǐng)介紹獲取請(qǐng)介紹獲取ClassClass類有哪幾種方法類有哪幾種方法？在前一章中我們重點(diǎn)介紹了哪幾個(gè)類？在前一章中我們重點(diǎn)介紹了哪幾個(gè)類？5預(yù)習(xí)檢查 檢查是否畫(huà)出本章思維導(dǎo)圖。 什么是進(jìn)程？什么是線程？ 線程有幾種狀態(tài)？?jī)?nèi)容進(jìn)度多線程創(chuàng)建和使用線程線程控制共享數(shù)據(jù)線程死鎖和協(xié)作6什么是線程 線程可以稱為輕量級(jí)進(jìn)程，它和進(jìn)程一樣擁有獨(dú)立的執(zhí)行路徑。線程和進(jìn)程的區(qū)別在

2、于，線程存在于進(jìn)程中，擁有獨(dú)立的執(zhí)行堆棧和程序計(jì)數(shù)器，沒(méi)有獨(dú)立的存儲(chǔ)空間，而是和所屬進(jìn)程中的其它線程共享存儲(chǔ)空間。 程序和進(jìn)程的關(guān)系，可以理解為：程序是一段靜態(tài)的代碼，是應(yīng)用程序執(zhí)行的藍(lán)本，而進(jìn)程是指一種正在運(yùn)行的程序，在內(nèi)存中運(yùn)行，有獨(dú)立的地址空間。7線程的特點(diǎn)8多線程 傳統(tǒng)的程序，一個(gè)進(jìn)程里只有一個(gè)線程，所以也稱為單線程程序，而多線程程序是一個(gè)進(jìn)程里擁有多個(gè)線程910進(jìn)程和線程的關(guān)系每個(gè)家庭成員每個(gè)家庭成員-線程線程家庭成員共同擁有-資源 家庭家庭 - -進(jìn)程進(jìn)程進(jìn)程與線程 進(jìn)程的缺點(diǎn)：CPU每調(diào)度一個(gè)進(jìn)程，都要將其上次被執(zhí)行的情況恢復(fù)到CPU和寄存器中去，由于每個(gè)進(jìn)程都有自己的數(shù)據(jù)段、棧

3、段和代碼段，這樣的恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)工作需要占用大量系統(tǒng)資源。在多任務(wù)操作系統(tǒng)，會(huì)周期性地將CPU時(shí)間劃分給每個(gè)進(jìn)程，使操作系統(tǒng)得以同時(shí)執(zhí)行一個(gè)以上的進(jìn)程（或說(shuō)程序），并讓每個(gè)進(jìn)程都像獨(dú)立運(yùn)行一樣。 線程的優(yōu)點(diǎn)：線程是一種輕量級(jí)的進(jìn)程，他是一個(gè)程序中實(shí)現(xiàn)單一功能的一個(gè)指令序列，他是一個(gè)進(jìn)程的一部分，不能單獨(dú)運(yùn)行，它必須在一個(gè)進(jìn)程之內(nèi)運(yùn)行或者說(shuō)是在一個(gè)程序的環(huán)境中運(yùn)行。1112線程的基本狀態(tài)及轉(zhuǎn)換圖時(shí)間片用光131、下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的一項(xiàng)是（ ） A.線程就是程序 B.線程是一個(gè)程序的單個(gè)執(zhí)行流 C.多線程是指一個(gè)程序的多個(gè)執(zhí)行流 D.線程用于實(shí)現(xiàn)并發(fā)2、下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的一項(xiàng)是（ ） A.Java中的第一個(gè)

4、線程都屬于某個(gè)線程組 B.線程只能在其創(chuàng)建時(shí)設(shè)置所屬的線程組 C.線程創(chuàng)建之后，可以從一個(gè)線程組轉(zhuǎn)移到另一個(gè)線程組 D.新建的線程默認(rèn)情況下屬于其父線程所屬的線程組3、下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的一項(xiàng)是（ ） A、線程是進(jìn)程的執(zhí)行單元 B、一個(gè)進(jìn)程允許有多個(gè)線程，而一個(gè)線程至少有一個(gè)父進(jìn)程 C、一個(gè)線程可以和刪除另外一個(gè)線程 D、同一個(gè)進(jìn)程中的不同線程之間不能并發(fā)執(zhí)行課堂小結(jié)ACD現(xiàn)場(chǎng)提問(wèn)：內(nèi)容進(jìn)度多線程創(chuàng)建和使用線程線程控制共享數(shù)據(jù)線程死鎖和協(xié)作14創(chuàng)建和啟動(dòng)線程 創(chuàng)建線程有兩種方式：擴(kuò)展java.lang.Thread實(shí)現(xiàn)java.lang.Runnable接口方式方式1 1：擴(kuò)展：擴(kuò)展java.la

5、ng.Threadjava.lang.Threadclass class 類名類名 extends Thread extends Thread/屬性/其他方法public void run()/線程需要執(zhí)行的核心代碼方式方式2 2：實(shí)現(xiàn)：實(shí)現(xiàn)java.lang.Runnablejava.lang.Runnable接口接口class class 類名類名 implements Runnable implements Runnable/屬性/其他方法public void run()/線程需要執(zhí)行的核心代碼 15多線程的使用16 使用線程的步驟：定義一個(gè)線程創(chuàng)建線程的實(shí)例啟動(dòng)線程終止線程多線程的使

6、用public class TestThread public static void main(String args) throws InterruptedException Thread t1 = new MyThread1();MyThread2 mt2 = new MyThread2();Thread t2 = new Thread(mt2);t1.start();t2.start();/繼承自Thread類創(chuàng)建線程類class MyThread1 extends Thread private int i = 0; /無(wú)參構(gòu)造方法，調(diào)用父類構(gòu)造方法設(shè)置線程名稱 public MyTh

7、read1() super(我的線程1); /通過(guò)循環(huán)判斷，輸出10次，每次間隔0.5秒 public void run() try while(i 10) System.out.println(this.getName() + 運(yùn)行第 + (i+1) + 次); i+; /在指定的毫秒數(shù)內(nèi)讓當(dāng)前正在執(zhí)行的線程休眠（暫停執(zhí)行） sleep(500); catch(Exception e) e.printStackTrace(); /實(shí)現(xiàn)Runnable接口創(chuàng)建線程類class MyThread2 implements RunnableString name = 我的線程2;public voi

8、d run() System.out.println();線程睡眠，讓出CPU執(zhí)行時(shí)間實(shí)現(xiàn)Runnable接口中的方法17課堂練習(xí)00:30318案例描述案例描述: : 通過(guò)Thread實(shí)現(xiàn)線程；效果圖效果圖: :K練習(xí)內(nèi)容練習(xí)時(shí)間：15分鐘K=案例案例一一19案例描述案例描述: :通過(guò)Runnable實(shí)現(xiàn)線程；效果圖效果圖: :K練習(xí)內(nèi)容練習(xí)時(shí)間：15分鐘K=案例案例二二20共性問(wèn)題解決21 常見(jiàn)調(diào)試問(wèn)題及解決辦法 代碼規(guī)范問(wèn)題共性問(wèn)題221、下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的一項(xiàng)是（ ）A.一個(gè)線程是一個(gè)Thread類的實(shí)例B.線程從傳遞給純種的Runnable實(shí)例run()方法開(kāi)始執(zhí)行C

9、.線程操作的數(shù)據(jù)來(lái)自Runnable實(shí)例D.新建的線程調(diào)用start()方法就能立即進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài) 2、下列關(guān)于Thread類提供的線程控制方法的說(shuō)法中，錯(cuò)誤的一項(xiàng)是（ ）A.在線程A中執(zhí)行線程B的join()方法，則線程A等待直到B執(zhí)行完成B.線程A通過(guò)調(diào)用interrupt()方法來(lái)中斷其阻塞狀態(tài)C.若線程A調(diào)用方法isAlive()返回值為true，則說(shuō)明A正在執(zhí)行中D.currentThread()方法返回當(dāng)前線程的引用課堂小結(jié)DD現(xiàn)場(chǎng)提問(wèn)：內(nèi)容進(jìn)度多線程創(chuàng)建和使用線程線程控制共享數(shù)據(jù)線程死鎖和協(xié)作23線程的控制 線程控制的方法： void start()：使該線程開(kāi)始啟動(dòng)，Java 虛

10、擬機(jī)負(fù)責(zé)調(diào)用該線程的 run() 方法。 void sleep(long millis)：靜態(tài)方法，線程進(jìn)入阻塞狀態(tài)，在指定時(shí)間（單位為毫秒）到達(dá)之后進(jìn)入就緒狀態(tài)。 void yield()：靜態(tài)方法，當(dāng)前線程放棄占用CPU資源，回到就緒狀態(tài)，使其他優(yōu)先級(jí)不低于此線程的線程有機(jī)會(huì)被執(zhí)行。 void join() ：當(dāng)前線程等待加入（join）的線程完成，才能繼續(xù)往下執(zhí)行。 void interrupt()：中斷線程的阻塞狀態(tài)（而非中斷線程）。 void isAlive()：判定該線程是否處于活動(dòng)狀態(tài)，處于就緒、運(yùn)行和阻塞狀態(tài)的都屬于活動(dòng)狀態(tài)。 void setPriority(int newP

11、riority)：設(shè)置當(dāng)前線程的優(yōu)先級(jí)。 int getPriority()：獲得當(dāng)前線程的優(yōu)先級(jí)。24終止線程3-1 需求：計(jì)數(shù)功能，每間隔2秒輸出1、2、3一直到100結(jié)束。當(dāng)用戶想中止這個(gè)計(jì)數(shù)功能時(shí)，只要在控制臺(tái)輸入s即可。25終止線程3-2import java.util.Scanner;public class EndingThreadpublic static void main(String args) CountThread t = new CountThread();t.start();Scanner scanner = new Scanner(System.in);Syst

12、em.out.println(如果想終止輸出計(jì)數(shù)線程，請(qǐng)輸入s);while(true)String s = scanner.nextLine();if(s.equals(s)t.stopIt();break;26終止線程3-3/計(jì)數(shù)功能線程class CountThread extends Thread private int i = 0; public CountThread() super(計(jì)數(shù)線程); /通過(guò)設(shè)置i=100，讓線程終止 public void stopIt() i = 100; public void run() try while(i 100) System.out.

13、println(this.getName() + 計(jì)數(shù)： + (i+1);i+;sleep(2000); catch(Exception e) e.printStackTrace(); 實(shí)現(xiàn)循環(huán)計(jì)數(shù)27線程等待和中斷等待public class InterruptThreadpublic static void main(String args) CountThread t = new CountThread();t.start();tryThread.sleep(6000);catch(InterruptedException e)e.printStackTrace();/中斷線程的阻塞狀態(tài)

14、（而非中斷線程）errupt();28線程等待和中斷等待class CountThread extends Thread private int i = 0; public CountThread()super(計(jì)數(shù)線程); public void run()while(i 100) trySystem.out.println(this.getName() + 計(jì)數(shù)： + (i+1);i+;Thread.sleep(5000); catch(InterruptedException e)System.out.println(程序捕獲了InterruptedException異常!);

15、 System.out.println(計(jì)數(shù)線程運(yùn)行1次！); 29守護(hù)線程public class DaemonThreadpublic static void main(String args) DThread t = new DThread();t.start();System.out.println(讓一切都結(jié)束吧);private static class DThread extends Thread/在無(wú)參構(gòu)造方法中設(shè)置本線程為守護(hù)線程public DThread() setDaemon(true);public void run() while(true)System.out.p

16、rintln(我是后臺(tái)線程);該線程屬于創(chuàng)建它的線程，當(dāng)主線程結(jié)束時(shí)該線程也跟著結(jié)束。30課堂練習(xí)00:30331案例描述案例描述: : 編寫(xiě)JAVA程序，實(shí)現(xiàn)守護(hù)線程，一個(gè)守護(hù)線程要隨著主線程的終止 而終止； 效果圖效果圖: :K練習(xí)內(nèi)容練習(xí)時(shí)間：15分鐘K=案例案例一一32案例描述案例描述: :線程方法join使用； 效果圖效果圖: :K練習(xí)內(nèi)容練習(xí)時(shí)間：15分鐘K=案例案例二二33共性問(wèn)題解決34 常見(jiàn)調(diào)試問(wèn)題及解決辦法 代碼規(guī)范問(wèn)題共性問(wèn)題內(nèi)容進(jìn)度多線程創(chuàng)建和使用線程線程控制共享數(shù)據(jù)線程死鎖和協(xié)作35線程間共享數(shù)據(jù)2-1public class ShareData static int

17、 data = 0; /定義了一個(gè)充當(dāng)鎖的對(duì)象：lock，注意lock被定義為static static final Object lock = new Object(); public static void main(String args)ShareThread1 st1 = new ShareThread1();ShareThread2 st2 = new ShareThread2();new Thread(st1).start();new Thread(st2).start(); private static class ShareThread1 implements Runnabl

18、e public void run() /對(duì)lock對(duì)象上鎖synchronized(lock) while(data 10) try Thread.sleep(1000); System.out.println(這個(gè)小于10的數(shù)據(jù)是： + data+); catch (InterruptedException e) e.printStackTrace(); 靜態(tài)內(nèi)部類線程創(chuàng)建測(cè)試線程36線程間共享數(shù)據(jù)2-2private static class ShareThread2 implements Runnablepublic void run() /對(duì)lock對(duì)象上鎖 synchronized

19、(lock)while(data 100) data+;System.out.println(ShareThread2執(zhí)行完后data的值為： + data); 靜態(tài)內(nèi)部類線程37多線程同步 多線程同步依靠的是對(duì)象鎖機(jī)制，synchronized關(guān)鍵字就是利用鎖來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)共享資源的互斥訪問(wèn)。 理解同步和鎖：Java用監(jiān)視器的手段來(lái)完成線程的同步。監(jiān)視器給受保護(hù)的資源外面加了一把鎖，而這把鎖只有一把鑰匙，每一個(gè)線程只有在得到這把鑰匙之后才可以對(duì)被保護(hù)的資源執(zhí)行操作，這線程執(zhí)行操作完成之后，再將這把鑰匙交給下一個(gè)即將對(duì)所要保護(hù)資源進(jìn)行操作的線程，而其他的線程只能等待，直到拿到這把鑰匙。38使用同步

20、Java中用關(guān)鍵字synchronized來(lái)完成監(jiān)視器這一角色。 synchronized同步關(guān)鍵字的兩種使用方式：任何時(shí)刻那些被多個(gè)線程共享的資源的操作應(yīng)放在同步方法或同步塊中完成。 聲明同步方法：public synchronized void synchronizedMethod( )/同步操作方法體 同步代碼塊：synchronized (需要同步操作的對(duì)象) /同步對(duì)象操作的語(yǔ)句39多線程同步publicclassTestSyncThread2publicstaticvoidmain(Stringargs)/創(chuàng)建一個(gè)線程之間競(jìng)爭(zhēng)使用的對(duì)象Objectobj=newObject();f

21、or(inti=0;i5;i+)newThread(newSyncThread(i,obj).start();class SyncThread implements java.lang.Runnable private int tid; private Object lock; /同步鎖 /構(gòu)造方法引入競(jìng)爭(zhēng)對(duì)象 public SyncThread(int id, Object obj) this.tid = id; this.lock = obj; public void run() synchronized(lock) for (int i = 0; i 10; i+) System.out

22、.println(線程ID名為: + this.tid + 正在輸出： + i); 同步代碼塊40課堂練習(xí)00:30341案例描述案例描述: :線程互斥訪問(wèn)(一個(gè)資源被一個(gè)線程使用結(jié)束，該資源才能被其他線程調(diào)用)； 效果圖效果圖: :K練習(xí)內(nèi)容練習(xí)時(shí)間：30分鐘K=案例案例一一42共性問(wèn)題解決43 常見(jiàn)調(diào)試問(wèn)題及解決辦法 代碼規(guī)范問(wèn)題共性問(wèn)題441、下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的一項(xiàng)是（ ） A、共享數(shù)據(jù)的所有訪問(wèn)都必須使用synchronized加鎖 B、共享數(shù)據(jù)的訪問(wèn)不一定全部使用synchronized加鎖 C、所有的對(duì)共享數(shù)據(jù)的訪問(wèn)都是臨界區(qū) D、臨界區(qū)必須使用syschronized標(biāo)識(shí) 2、下列

23、有關(guān)線程的敘述中正確的一項(xiàng)是（ ） A、一旦一個(gè)線程被創(chuàng)建，它就立即開(kāi)始運(yùn)行 B、使用start()方法可以使一個(gè)線程成為可運(yùn)行的，但是它不一定立即開(kāi)始運(yùn)行 C、當(dāng)一個(gè)線程因?yàn)閾屨紮C(jī)制而停止運(yùn)行時(shí)，它被放在可運(yùn)行隊(duì)列的前面 D、一個(gè)線程可能因?yàn)椴煌脑蚨K止并進(jìn)入終止?fàn)顟B(tài)課堂小結(jié)BB現(xiàn)場(chǎng)提問(wèn)：內(nèi)容進(jìn)度多線程創(chuàng)建和使用線程線程控制共享數(shù)據(jù)線程死鎖和協(xié)作45什么是死鎖46同步中的死鎖問(wèn)題 如果有兩個(gè)或兩個(gè)以上的線程都訪問(wèn)了多個(gè)資源，而這些線程占用了一些資源的同時(shí)又在等待其它線程占用的資源，也就是說(shuō)多個(gè)線程之間都持有了對(duì)方所需的資源，而又相互等待對(duì)方釋放的資源。在這種情況下就會(huì)出現(xiàn)死鎖。 要解決死

24、鎖就要對(duì)線程共享的資源做同步控制。 在同步控制中正確的使用sleep()、wait()方法和notify()、 notifyAll()方法。47sleep(),wait()方法 線程調(diào)用了sleep()方法，當(dāng)前線程進(jìn)入睡眠，但不會(huì)釋放所占用資源對(duì)象的鎖。在sleep 時(shí)間間隔期滿后，線程不一定立即恢復(fù)執(zhí)行（其它線程可能沒(méi)執(zhí)行完）。sleep()是線程的靜態(tài)方法 線程調(diào)用了它所占用資源對(duì)象的wait()時(shí)，使當(dāng)前線程進(jìn)入等待隊(duì)列，同時(shí)釋放所占用資源對(duì)象的鎖。直到其他線程調(diào)用此資源對(duì)象上的 notify() 方法或notifyAll() 方法時(shí)所有等待資源對(duì)象的線程被喚醒。wait()是Obje

25、ct對(duì)象的方法，不是線程的方法wait()只能在同步方法或同步代碼塊中使用wait()方法和notify()、notifyAll()方法總是配對(duì)使用48notity(),notifyAll()方法 notity()：隨機(jī)喚醒一個(gè)想要獲對(duì)象鎖的處于等待狀態(tài)的線程來(lái)執(zhí)行。 notifyAll()：?jiǎn)拘阉刑幱诘却隣顟B(tài)的線程。調(diào)用notifyAll()方法并不會(huì)立即激活某個(gè)等待線程。它只能撤銷等待線程的中斷狀態(tài)，這樣它們就能夠在當(dāng)前線程退出synchronized方法后，與其它線程展開(kāi)競(jìng)爭(zhēng)，以爭(zhēng)取獲得資源對(duì)象來(lái)執(zhí)行。49線程的死鎖3-1public class DeadLockThread/創(chuàng)建兩個(gè)

26、線程之間競(jìng)爭(zhēng)使用的對(duì)象private static Object lock1 = new Object();private static Object lock2 = new Object();public static void main(String args)new Thread(new ShareThread1().start();new Thread(new ShareThread2().start();50線程的死鎖3-2private static class ShareThread1 implements Runnablepublic void run()synchronize

27、d(lock1)tryThread.sleep(50);catch(InterruptedException e)e.printStackTrace();synchronized(lock2) System.out.println(ShareThread1);51線程的死鎖3-3private static class ShareThread2 implements Runnablepublic void run()synchronized(lock2)tryThread.sleep(50);catch(InterruptedException e)e.printStackTrace();sy

28、nchronized(lock1) System.out.println(ShareThread2);52線程的協(xié)作 Java提供了wait()、notify()、notifyAll()三個(gè)方法，解決線程之間協(xié)作的問(wèn)題。這三個(gè)方法均是java.lang.Object類的方法，都只能在同步方法或者同步代碼塊中使用，否則會(huì)拋出異常。void wait()：當(dāng)前線程等待，等待其他線程調(diào)用此對(duì)象的 notify() 方法或 notifyAll() 方法將其喚醒。void notify()：?jiǎn)拘言诖藢?duì)象鎖上等待的單個(gè)線程。void notifyAll()：?jiǎn)拘言诖藢?duì)象鎖上等待的所有線程。53線程的協(xié)作5

29、-1 需求定義一個(gè)集合模擬長(zhǎng)條容器存放熱狗，集合里實(shí)際存放Integer，其值代表熱狗的編號(hào)（熱狗編號(hào)規(guī)則舉例：300002代表編號(hào)為3的廚師做的第2個(gè)熱狗），這樣能通過(guò)集合添加和刪除，實(shí)現(xiàn)先進(jìn)先出；以熱狗集合作為對(duì)象鎖，所有對(duì)熱狗集合的操作（在長(zhǎng)條容器中添加、取走熱狗）互斥，這樣保證不會(huì)出現(xiàn)多個(gè)顧客同時(shí)取最后剩下的一個(gè)熱狗的情況，也不會(huì)出現(xiàn)多個(gè)廚師同時(shí)添加熱狗造成長(zhǎng)條容器里熱狗數(shù)大于10個(gè)的情況；當(dāng)廚師希望往長(zhǎng)條容器中添加熱狗時(shí)，如果發(fā)現(xiàn)長(zhǎng)條容器中已有10個(gè)熱狗，則停止做熱狗，等待顧客從長(zhǎng)條容器中取走熱狗的事件發(fā)生，以喚醒廚師可以重新進(jìn)行判斷，是否需要做熱狗；當(dāng)顧客希望往長(zhǎng)條容器中取走熱狗時(shí)

30、，如果發(fā)現(xiàn)長(zhǎng)條容器中已沒(méi)有熱狗，則停止吃熱狗，等待廚師往長(zhǎng)條容器中添加熱狗的事件發(fā)生，以喚醒顧客可以重新進(jìn)行判斷，是否可以取走熱狗吃；54線程的協(xié)作5-2 線程的協(xié)作import java.util.*;public class TestProdCons /定義一個(gè)存放熱狗的集合，里面存放的是整數(shù)，代表熱狗編號(hào) private static final List hotDogs = new ArrayList(); public static void main(String args)for(int i = 1;i = 3;i+) new Producer(i).start();for(int i = 1;i = 5;i+) new Consumer(i).start();try Thread.sleep(2000);catch(InterruptedException e) e.printStackTrace();System.exit(0); 55線程的協(xié)作5-3/生產(chǎn)者線程，以熱狗集合作為對(duì)象鎖，所有對(duì)熱狗集合的操作互斥 private static class Producer extends Threadint i = 1;int pid = -1;pu