Java語言程序設(shè)計-第九章-線程

1、Java語言程序設(shè)計第九章 線程第9講 多線程 多線程基本概念 創(chuàng)建線程的方式 線程的生命周期及控制 線程的優(yōu)先級及調(diào)度 多線程的互斥與同步 守護線程 (Daemon) 線程組 (ThreadGroup) 程序：是一段靜態(tài)的代碼，它是應(yīng)用軟件執(zhí)行的藍本。進程：是程序的一次動態(tài)執(zhí)行過程，它對應(yīng)了從代碼加載、執(zhí)行至執(zhí)行完畢的一個完整過程，這個過程也是進程本身從產(chǎn)生、發(fā)展至消亡的過程。線程是比進程更小的執(zhí)行單位。一個進程在其執(zhí)行過程中，可以產(chǎn)生多個線程，形成多條執(zhí)行線索，每條線索，即每個線程也有它自身的產(chǎn)生、存在和消亡的過程，也是一個動態(tài)的概念。1、多線程基本概念操作系統(tǒng)為每個進程分配一段內(nèi)存空間，

2、 包括：代碼、數(shù)據(jù)以及堆棧等資源多任務(wù)的操作系統(tǒng)（OS）中，進程切換對 CPU資源消耗較大多線程是指一個進程中同時運行的多個完成不同子任務(wù)的線程。多線程不僅可以使一個程序同時完成多項任務(wù)，而且為此消耗的系統(tǒng)資源也比進程方法少許多1、多線程基本概念并發(fā)現(xiàn)象在現(xiàn)實生活中大量存在人體（消化、運動）計算機（同時運行多種程序）多線程在一個程序中實現(xiàn)并發(fā)編程語言一般提供了串行程序設(shè)計的方法計算機的并發(fā)能力由操作系統(tǒng)提供Java在語言級提供多線程并發(fā)的概念1、多線程基本概念1、多線程基本概念 以前所編寫的程序，每個程序都有一個入口、一個出口以及一個順序執(zhí)行的序列，在程序執(zhí)行過程中的任何指定時刻，都只有一個單

3、獨的執(zhí)行點。 事實上，在單個程序內(nèi)部是可以在同一時刻進行多種運算的，這就是所謂的多線程（這與多任務(wù)的概念有相似之處）。 一個單獨的線程和順序程序相似，也有一個入口、一個出口以及一個順序執(zhí)行的序列，從概念上說，一個線程是一個程序內(nèi)部的一個順序控制流。 線程并不是程序，它自己本身并不能運行，必須在程序中運行。在一個程序中可以實現(xiàn)多個線程，這些線程同時運行，完成不同的功能。1、多線程基本概念 從邏輯的觀點來看，多線程意味著一個程序的多行語句同時執(zhí)行，但是多線程并不等于多次啟動一個程序，操作系統(tǒng)也不會把每個線程當作獨立的進程來對待： 兩者的粒度不同，是兩個不同層次上的概念。進程是由操作系統(tǒng)來管理的，而

4、線程則是在一個程序（進程）內(nèi)。 不同進程的代碼、內(nèi)部數(shù)據(jù)和狀態(tài)都是完全獨立的，而一個程序內(nèi)的多線程是共享同一塊內(nèi)存空間和同一組系統(tǒng)資源，有可能互相影響。 線程本身的數(shù)據(jù)通常只有寄存器數(shù)據(jù)，以及一個程序執(zhí)行時使用的堆棧，所以線程的切換比進程切換的負擔要小。1、多線程基本概念進程：程序的一次執(zhí)行。程序代碼程序數(shù)據(jù)程序資源線程：進程中程序代碼的一個執(zhí)行序列。程序調(diào)用堆棧線程局部變量可共享訪問進程中的數(shù)據(jù)和資源操作系統(tǒng)按線程來調(diào)度程序的執(zhí)行1、多線程基本概念文件輸入輸出裝置各種系統(tǒng)資源數(shù)據(jù)區(qū)段程序區(qū)段只有一個地方在執(zhí)行文件輸入輸出裝置各種系統(tǒng)資源數(shù)據(jù)區(qū)段程序區(qū)段同時有數(shù)個地方在執(zhí)行傳統(tǒng)的進程多線程的任

5、務(wù)1、多線程基本概念1、多線程基本概念多線程的優(yōu)勢： 多線程編程簡單，效率高（能直接共享數(shù)據(jù)和資源，多進程不能） 適合于開發(fā)服務(wù)程序（如Web服務(wù)，聊天服務(wù)等） 適合于開發(fā)有多種交互接口的程序（如聊天程序的客戶端，網(wǎng)絡(luò)下載工具） 適合于有人機交互又有計算量的程序（如字處理程序Word，Excel） 減輕編寫交互頻繁、涉及面多的程序的困難（如監(jiān)聽網(wǎng)絡(luò)端口） 程序的吞吐量會得到改善（同時監(jiān)聽多種設(shè)備，如網(wǎng)絡(luò)端口、串口、并口以及其他外設(shè)） 有多個處理器的系統(tǒng)，可以并發(fā)運行不同的線程（否則，任何時刻只有一個線程在運行）1、多線程基本概念 雖然各種操作系統(tǒng)（Unix/Linux、Windows系列等）都

6、支持多線程，但若要用C、C+或其他語言編寫多線程程序是十分困難的，因為它們對數(shù)據(jù)同步的支持不充分。 對多線程的綜合支持是Java語言的一個重要特色，它提供了Thread類來實現(xiàn)多線程。在Java中，線程可以認為是由三部分組成的： 虛擬CPU，封裝在java.lang.Thread類中，它控制著整個線程的運行； 執(zhí)行的代碼，傳遞給Thread類，由Thread類控制順序執(zhí)行； 處理的數(shù)據(jù)，傳遞給Thread類，是在代碼執(zhí)行過程中所要處理的數(shù)據(jù)。Java應(yīng)用程序總是從主類的main方法開始執(zhí)行。當JVM加載代碼，發(fā)現(xiàn)main方法之后，就會啟動一個線程，這個線程稱作“主線程”，該線程負責執(zhí)行main

7、方法。那么，在main方法中再創(chuàng)建的線程，就稱為主線程中的線程。如果main方法中沒有創(chuàng)建其他的線程，那么當main方法執(zhí)行完最后一個語句，即main方法返回時，JVM就會結(jié)束我們的Java應(yīng)用程序。如果main方法中又創(chuàng)建了其他線程，那么JVM就要在主線程和其他線程之間輪流切換，保證每個線程都有機會使用CPU資源，main方法即使執(zhí)行完最后的語句，JVM也不會結(jié)束我們的程序，JVM一直要等到主線程中的所有線程都結(jié)束之后，才結(jié)束我們的Java應(yīng)用程序。1、多線程基本概念 在Java語言中，用Thread類或子類創(chuàng)建線程對象。這一節(jié)講述怎樣用Thread子類創(chuàng)建對象。 用戶可以擴展 Thread

8、類，但需要重寫父類的run方法，其目的是規(guī)定線程的具體操作，否則線程就什么也不做，因為父類的run方法中沒有任何操作語句。 下面例子中除主線程外還有兩個線程，這兩個線程分別在命令行窗口的左側(cè)和右側(cè)順序地一行一行地輸出字符串。主線程負責判斷輸出的行數(shù)，當其中任何一個線程輸出8行后，就結(jié)束進程。本例題中用到了System類中的類方法：exit(int n)，主線程使用該方法結(jié)束整個程序。 2、創(chuàng)建線程的方式 - Thread 的子類創(chuàng)建線程 使用Thread子類創(chuàng)建線程的優(yōu)點是：我們可以在子類中增加新的成員變量，使線程具有某種屬性，也可以在子類中新增加方法，使線程具有某種功能。但是，Java不支持

9、多繼承，Thread類的子類不能再擴展其他的類。2、創(chuàng)建線程的方式 - Thread 的子類創(chuàng)建線程 1Runnable接口與目標對象 創(chuàng)建線程的另一個途徑就是用Thread類直接創(chuàng)建線程對象。使用Thread創(chuàng)建線程對象時，通常使用的構(gòu)造方法是： Thread（Runnable target）， 該構(gòu)造方法中的參數(shù)是一個Runnable類型的接口，因此，在創(chuàng)建線程對象時必須向構(gòu)造方法的參數(shù)傳遞一個實現(xiàn)Runnable接口類的實例，該實例對象稱作所創(chuàng)線程的目標對象，當線程調(diào)用start方法后，一旦輪到它來享用CPU資源，目標對象就會自動調(diào)用接口中的run方法（接口回調(diào)），這一過程是自動實現(xiàn)的，

10、用戶程序只需要讓線程調(diào)用start方法即可，也就是說，當線程被調(diào)度并轉(zhuǎn)入運行狀態(tài)時，所執(zhí)行的就是run()方法中所規(guī)定的操作。例子：通過Runnable接口的方式創(chuàng)建線程 2、創(chuàng)建線程的方式 -使用Runable接口 我們知道線程間可以共享相同的內(nèi)存單元（包括代碼與數(shù)據(jù)），并利用這些共享單元來實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換、實時通信與必要的同步操作。對于Thread（Runnable target）構(gòu)造方法創(chuàng)建的線程，輪到它來享用CPU資源時，目標對象就會自動調(diào)用接口中的run方法，因此，對于使用同一目標對象的線程，目標對象的成員變量自然就是這些線程共享的數(shù)據(jù)單元。另外，創(chuàng)建目標對象類在必要時還可以是某個特定類

11、的子類，因此，使用Runnable接口比使用Thread的子類更具有靈活性。 下面的例子中，兩個線程：zhang和cheng，使用同一目標對象。兩個線程共享目標對象的money。當money的值小于100時，線程zhang結(jié)束自己的run方法進入死亡狀態(tài)；當money的值小于0時，線程cheng結(jié)束自己的run方法進入死亡狀態(tài)。2、創(chuàng)建線程的方式 -使用Runable接口 2關(guān)于run方法中的局部變量 對于具有相同目標對象的線程，當其中一個線程享用CPU資源時，目標對象自動調(diào)用接口中的run方法，這時，run方法中的局部變量被分配內(nèi)存空間，當輪到另一個線程享用CPU資源時，目標對象會再次調(diào)用接

12、口中的run方法，那么，run方法中的局部變量會再次分配內(nèi)存空間。也就是說run方法已經(jīng)啟動運行了兩次，分別運行在不同的線程中，即運行在不同的時間片內(nèi)。不同線程的run方法中的局部變量互不干擾，一個線程改變了自己的run方法中局部變量的值不會影響其他線程的run方法中的局部變量。看例子2、創(chuàng)建線程的方式 -使用Runable接口例子：通過實例熟悉如何創(chuàng)建線程 1start() 線程調(diào)用該方法將啟動線程，使之從新建狀態(tài)進入就緒隊列排隊，一旦輪到它來享用CPU資源時，就可以脫離創(chuàng)建它的主線程獨立開始自己的生命周期了。 2run() Thread類的run()方法與Runnable接口中的run()

13、方法的功能和作用相同，都用來定義線程對象被調(diào)度之后所執(zhí)行的操作，都是系統(tǒng)自動調(diào)用而用戶程序不得引用的方法。系統(tǒng)的Thread類中，run()方法沒有具體內(nèi)容，所以用戶程序需要創(chuàng)建自己的Thread類的子類，并重寫run()方法來覆蓋原來的run()方法。當run方法執(zhí)行完畢，線程就變成死亡狀態(tài)，所謂死亡狀態(tài)就是線程釋放了實體，即釋放分配給線程對象的內(nèi)存。在線程沒有結(jié)束run()方法之前，不贊成讓線程再調(diào)用start()方法，否則將發(fā)生ILLegalThreadStateException異常。 2、創(chuàng)建線程的方式 -線程的常用方法 3sleep(int millsecond) 線程的調(diào)度執(zhí)行是

14、按照其優(yōu)先級的高低順序進行的，當高級線程不完成，即未死亡時，低級線程沒有機會獲得處理器。有時，優(yōu)先級高的線程需要優(yōu)先級低的線程做一些工作來配合它，或者優(yōu)先級高的線程需要完成一些費時的操作，此時優(yōu)先級高的線程應(yīng)該讓出處理器，使優(yōu)先級低的線程有機會執(zhí)行。為達到這個目的，優(yōu)先級高的線程可以在它的run()方法中調(diào)用sleep方法來使自己放棄處理器資源，休眠一段時間。休眠時間的長短由sleep方法的參數(shù)決定，millsecond是毫秒為單位的休眠時間。如果線程在休眠時被打斷，JVM就拋出InterruptedException異常。因此，必須在trycatch語句塊中調(diào)用sleep方法。例子：線程的休

15、眠 2、創(chuàng)建線程的方式 -線程的常用方法 4isAlive() 檢查線程是否處于運行狀態(tài)的方法，當一個線程調(diào)用start（）方法，并占有CUP資源后，該線程的run方法就開始運行。在線程的run方法結(jié)束之前，即沒有進入死亡狀態(tài)之前，線程調(diào)用isAlive()方法返回true，當線程進入死亡狀態(tài)后（實體內(nèi)存被釋放），線程仍可以調(diào)用方法isAlive（），這時返回的值是false。 需要注意的是，一個已經(jīng)運行的線程在沒有進入死亡狀態(tài)時，不要再給線程分配實體，由于線程只能引用最后分配的實體，先前的實體就會成為“垃圾”，并且不會被垃圾收集機收集掉。 2、創(chuàng)建線程的方式 -線程的常用方法 現(xiàn)在讓我們看一

16、個例子，在下面的例子中一個線程每隔1秒鐘在命令行窗口輸出一句話：“你好！”，在輸出5句之后，該線程又被分配了實體，新實體又開始運行。這時，我們在命令行每秒鐘能看見兩行“你好”，因為垃圾實體仍然在工作。 2、創(chuàng)建線程的方式 -線程的常用方法 5currentThread() currentThread（）方法是Thread類中的類方法，可以用類名調(diào)用，該方法返回當前正在使用CPU資源的線程。 6interrupt() intertupt方法經(jīng)常用來“吵醒”休眠的線程。當一些線程調(diào)用sleep方法處于休眠狀態(tài)時，一個使用 CPU資源的其它線程在執(zhí)行過程中，可以讓休眠的線程分別調(diào)用interrupt

17、 方法“吵醒”自己，即導致休眠的線程發(fā)生InterruptedException異常，從而結(jié)束休眠，重新排隊等待CPU資源。 2、創(chuàng)建線程的方式 -線程的常用方法 在下面的例子中，有3個線程：zhangXiao、zhengMing和teacher，其中2個線程：zhangXiao和zhengMing準備休眠10秒鐘后，再分別輸出“早上好！”和“good morning！”。teacher線程在輸出5句“上課”后，“吵醒”休眠的線程：zhangXiao和zhengMing。 2、創(chuàng)建線程的方式 -線程的常用方法3、 線程的生命周期及控制 線程是程序內(nèi)部的一個順序控制流，它具有一個特定的生命周期。

18、在一個線程的生命周期中，它總處于某一種狀態(tài)中。線程的狀態(tài)表示了線程正在進行的活動以及在這段時間內(nèi)線程能完成的任務(wù)。 1線程的4種狀態(tài) 在Java語言中，Thread類及其子類創(chuàng)建的對象稱作線程，新建的線程在它的一個完整的生命周期中通常要經(jīng)歷4種狀態(tài)，（1）新建（new Thread） 當創(chuàng)建了一個新的線程時（ myThread thd = new myThread(); ），它就處于創(chuàng)建狀態(tài)，此時它僅僅是一個空的線程對象，系統(tǒng)不為它分配資源。處于這種狀態(tài)時只能啟動或終止該線程，調(diào)用除這兩種以外的其它線程狀態(tài)相關(guān)的方法都會失敗并且會引起非法狀態(tài)例外IllegalThreadStateExcept

19、ion（對于其它狀態(tài)，若所調(diào)用的方法與狀態(tài)不符，都會引起非法狀態(tài)例外）。 3、線程的生命周期及控制（2）運行 線程創(chuàng)建后僅僅是占有了內(nèi)存資源，在JVM管理的線程中還沒有這個線程，此線程必須調(diào)用start（）方法（從父類繼承的方法）通知JVM，這樣JVM就會知道又有一個新一個線程排隊等候切換了。 當JVM將CUP使用權(quán)切換給線程時，如果線程是Thread的子類創(chuàng)建的，該類中的run方法就立刻執(zhí)行。所以我們必須在子類中重寫父類的run方法，Thread類中的run()方法沒有具體內(nèi)容，程序要在Thread類的子類中重寫run()方法來覆蓋父類的run()方法，run方法規(guī)定了該線程的具體使命。 在

20、線程沒有結(jié)束run方法之前，不要讓線程再調(diào)用start方法，否則將發(fā)生ILLegalThreadStateException異常。 3、線程的生命周期及控制（3）中斷 有4種原因的中斷：（a） JVM將CPU資源從當前線程切換給其他線程，使本線程讓出CPU的使用權(quán)處于中斷狀態(tài)。（b）線程使用CPU資源期間，執(zhí)行了sleep(int millsecond)方法，使當前線程進入休眠狀態(tài)。sleep(int millsecond)方法是Thread類中的一個類方法，線程一旦執(zhí)行了sleep(int millsecond)方法，就立刻讓出CPU的使用權(quán)，使當前線程處于中斷狀態(tài)。經(jīng)過參數(shù)millseco

21、nd指定的豪秒數(shù)之后，該線程就重新進到線程隊列中排隊等待CPU資源，以便從中斷處繼續(xù)運行。 3、線程的生命周期及控制（c）線程使用CPU資源期間，執(zhí)行了wait()方法，使得當前線程進入等待狀態(tài)。等待狀態(tài)的線程不會主動進到線程隊列中排隊等待CPU資源，必須由其他線程調(diào)用notify()方法通知它，使得它重新進到線程隊列中排隊等待CPU資源，以便從中斷處繼續(xù)運行。有關(guān)wait、noftify和notifyAll方法將在后面詳細討論 (d) 線程使用CPU資源期間，執(zhí)行某個操作進入阻塞狀態(tài)，比如執(zhí)行讀/寫操作引起阻塞。進入阻塞狀態(tài)時線程不能進入排隊隊列，只有當引起阻塞的原因消除時，線程才重新進到線

22、程隊列中排隊等待CPU資源，以便從原來中斷處開始繼續(xù)運行。 3、線程的生命周期及控制 （4）死亡 處于死亡狀態(tài)的線程不具有繼續(xù)運行的能力。線程死亡的原因有二，一個是正常運行的線程完成了它的全部工作，即執(zhí)行完run方法中的全部語句，結(jié)束了run方法。另一個原因是線程被提前強制性地終止，即強制run方法結(jié)束。所謂死亡狀態(tài)就是線程釋放了實體，即釋放分配給線程對象的內(nèi)存。 現(xiàn)在，我們看一個完整的例子，通過分析運行結(jié)果闡述線程的4種狀態(tài)。該例子中我們用Thread的子類：WriteWordThread創(chuàng)建了兩個線程。 3、線程的生命周期及控制 上述程序在不同的計算機運行或在同一臺計算機反復運行的結(jié)果不盡

23、相同，輸出結(jié)果依賴當前CPU資源的使用情況。為了使結(jié)果盡量不依賴于當前CPU資源的使用情況，我們應(yīng)當讓線程主動調(diào)用sleep方法讓出CPU的使用權(quán)進入中斷狀態(tài)，如下列代碼所示： 3、線程的生命周期及控制3、線程的生命周期及控制 isAlive()方法：可以用來判斷線程目前是否正在執(zhí)行中。如果線程已被啟動并且未被終止，那么isAlive( )返回true，但該線程是可運行或是不可運行的，是不能作進一步的分辨。如果返回false，則該線程是新創(chuàng)建或是已被終止的（同樣不能作進一步的分辨）。 join()方法：等待線程執(zhí)行完畢。 yield()方法：將執(zhí)行的權(quán)力交給其它優(yōu)先級相同的線程，當前執(zhí)行線程到

24、可運行線程隊列（ready）的最后等待，若隊列空，該方法無效。myThread thd = new MyThread();thd.start();thd.join(); /等待線程thd執(zhí)行完后再繼續(xù)往下執(zhí)行join(int time)：最多等待time所指定的時間。 sleep()方法可以暫停線程的執(zhí)行，讓其它線程得到機會。但sleep()要丟出例外InterruptedException ，必須抓住。try sleep(100)catch(InterruptedException e) /本例外可不作處理 suspend()方法和resume()可以用來暫停線程或恢復線程。可以由線程自身在

25、線程體中調(diào)用suspend()方法暫停自己，也可以在其他線程中通過線程實例調(diào)用suspend()方法暫停線程的執(zhí)行。但是要恢復由suspend()方法暫停的線程，只能在其他線程中通過線程實例調(diào)用resume()方法。3、線程的生命周期及控制 Java提供一個線程調(diào)度器來監(jiān)控程序中啟動后進入可運行狀態(tài)的所有線程。線程調(diào)度器按照線程的優(yōu)先級決定調(diào)度哪些線程來執(zhí)行，具有高優(yōu)先級的線程會在較低優(yōu)先級的線程之前得到執(zhí)行。同時線程的調(diào)度是搶先式的，即如果當前線程在執(zhí)行過程中，一個具有更高優(yōu)先級的線程進入可執(zhí)行狀態(tài)，則該高優(yōu)先級的線程會被立即調(diào)度執(zhí)行。 多個線程運行時，若線程的優(yōu)先級相同，由操作系統(tǒng)按時間片

26、輪轉(zhuǎn)方式或獨占方式來分配線程的執(zhí)行時間。 4、線程的優(yōu)先級及調(diào)度 在Java中線程的優(yōu)先級是用數(shù)字來表示的，分為三個級別： 低優(yōu)先級：Thread.MIN_PRIORITY，數(shù)值為1 (24) 缺省優(yōu)先級： Thread. NORM_PRIORITY，數(shù)值為5 高優(yōu)先級：Thread.MAX_PRIORITY，數(shù)值為10 (69) 具有相同優(yōu)先級的多個線程，若它們都為高優(yōu)先級Thread.MAX_PRIORITY，則每個線程都是獨占式的，也就是說這些線程將被順序執(zhí)行；若該優(yōu)先級不為高優(yōu)先級，則這些線程將同時執(zhí)行，也就是說這些線程的執(zhí)行是無序的。 線程被創(chuàng)建后，其缺省的優(yōu)先級是缺省優(yōu)先級Thre

27、ad. NORM_PRIORITY?？梢杂梅椒?int getPriority()來獲得線程的優(yōu)先級，同時也可以用方法 void setPriority( int p ) 在線程被創(chuàng)建后改變線程的優(yōu)先級。 4、線程的優(yōu)先級及調(diào)度在實際軟件系統(tǒng)中，許多線程之間有時會共享一些數(shù)據(jù)，并且它們之間的狀態(tài)、行為是相互影響的。線程間共享的數(shù)據(jù)以及線程狀態(tài)、行為的相互影響有兩種：一種是線程間的互斥，一種是線程間的同步 5.1 共享資源問題5.2 互斥線程的設(shè)計方法5、多線程的互斥與同步 線程間的互斥5.1 共享資源問題共享資源是指在程序中并行運行的若干個線程操作的數(shù)據(jù)資源相同在程序中，并行運行的若干個線程操

28、作共享資源時可能出錯。例如，在一個民航的售票系統(tǒng)中，一個售票處工作人員（甲）欲給一個客戶分配一個座位，于是調(diào)出飛機的座位分配圖，但當甲察看座位分配圖時，另外一個售票處的工作人員（乙）也在為其他客戶分配座位，乙也調(diào)出了這張飛機座位分配圖。乙為客戶分配了座位6A，同時在圖中標記此座位（6A）已被分配。此時，甲還在察看那張未被更新的座位分配圖，甲并不知道座位分配圖已經(jīng)發(fā)生了變化（座位6A已被分配），甲也為客戶分配了座位6A。這時問題就出現(xiàn)了，一個座位被兩個人同時擁有那么，問題出在哪里呢？顯然是飛機的座位分配圖，這是一個共享的數(shù)據(jù)。在一個工作人員使用它時，應(yīng)該禁止其他工作人員使用它這類問題實際是一種生

29、產(chǎn)者-消費者問題。生產(chǎn)者一次或多次提供貨物，若干個消費者同時消費。我們定義這種生產(chǎn)者-消費者問題是生產(chǎn)者-消費者模式 共享資源的互斥基于上述分析，應(yīng)當認識到，當并行運行的幾個線程操作共享資源，且問題的模型屬于生產(chǎn)者-消費者模式時，一定要保證操作的互斥，即一個共享資源每次只能由一個線程操作，當這個線程還沒有操作完時，不允許其他線程操作共享資源。只有這樣才能保證并行運行的多個線程對共享資源操作的正確性5.2 互斥線程的設(shè)計方法互斥鎖是基于共享資源的互斥性設(shè)計的，用來標記那些多個并行運行的線程共享的資源。被用互斥鎖標記的共享資源，在一個時間段內(nèi)，只能有一個線程使用；只有當加互斥鎖的線程使用完了該共享

30、資源，另一個線程才可以使用。這樣就可以保證線程對共享資源操作的正確性在Java語言中，引入了“對象互斥鎖”的概念（又稱為監(jiān)視器、管程）來實現(xiàn)不同線程對共享數(shù)據(jù)操作的同步。 “對象互斥鎖”阻止多個線程同時訪問同一個條件變量。 在Java語言中，有兩種方法可以實現(xiàn)“對象互斥鎖”： 用關(guān)鍵字volatile來聲明一個共享數(shù)據(jù)（變量）； 用關(guān)鍵字synchronized來聲明一個操作共享數(shù)據(jù)的方法或一段代碼。為共享資源加互斥鎖的兩種方法：（1）鎖定一個對象和一段代碼聲明格式為： synchronized (對象名) 對象表示要鎖定的共享資源，一對花括號內(nèi)的語句組表示鎖定對象期間執(zhí)行的語句。此格式可以用

31、來在一個線程的一部分代碼上加互斥鎖當一個線程執(zhí)行這段代碼時，就鎖定了指定的對象這就形成了多個線程對同一個對象的“互斥”使用方式，因此該對象也稱為互斥對象（2）鎖定一個方法聲明格式為： synchronized 方法聲明 方法體 這里雖然沒有指出鎖定的對象，但是一個方法必然屬于一個類，因此，此格式鎖定的是該方法所屬類的對象，鎖定的范圍是整個方法 在下面的例子中有兩個線程：accountant和cashier，他倆共同擁有一個帳本。他倆都可以使用saveOrTake（int number）對帳本進行訪問，會計使用saveOrTake方法時，向帳本上寫入存錢記錄；出納使用saveOrTake方法時，

32、向帳本寫入取錢記錄。因此，當會計正在使用saveOrTake方法時，出納被禁止使用，反之也是這樣。 為共享資源加互斥鎖的兩種方法：還有一種線程間對共享資源的相互影響，是一個線程的運行要依賴于另一個線程對共享資源的處理結(jié)果，這稱為線程間的同步 5.3 資源同步問題5.4 同步線程的設(shè)計方法5、多線程的互斥與同步 線程間的同步5.3 資源同步問題一個計算機模擬生產(chǎn)-銷售問題。規(guī)定：（1）由于倉庫有限，必須把倉庫中的商品銷售完后才能再生產(chǎn)；（2）由于擔心不能及時供貨被罰款，只有當倉庫中有貨時才能銷售。在這類問題中，兩個操作（生產(chǎn)和銷售）中的任何一個操作執(zhí)行的前提，是另一個操作已經(jīng)完成。另一個操作已經(jīng)

33、完成的標志是共享資源（倉庫）滿足本操作的執(zhí)行條件。這樣一類問題也稱作生產(chǎn)者-消費者問題。我們定義這種生產(chǎn)者-消費者問題是生產(chǎn)者-消費者模式。消費者操作執(zhí)行的前提條件是生產(chǎn)者操作已經(jīng)生產(chǎn)了；生產(chǎn)者操作執(zhí)行的前提條件是消費者已經(jīng)消費了。在存在共享資源同步問題的程序設(shè)計中如果不考慮共享資源的同步問題，必然引起錯誤 5.4 線程同步的設(shè)計方法線程同步的設(shè)計方法，是除了加互斥鎖外，還要在并行運行的線程上加信號量信號量是一個標志，表示一種操作（如生產(chǎn)或銷售）是否已執(zhí)行完，另一種操作（如銷售或生產(chǎn)）是否可以執(zhí)行了。Object類提供了一組關(guān)于線程同步的方法：l void wait() 引起當前線程等待l void notify()喚醒一個正在等待這個對象的線程l void notifyAll()喚醒所有正在等待這個對象的線程wait()方法的所謂等待，是把當前線程從運行狀態(tài)轉(zhuǎn)為阻塞狀態(tài)notify()方法的所謂喚醒，是把等待線程從阻塞狀態(tài)轉(zhuǎn)為可運行狀態(tài)，從而有機會讓線程調(diào)度程序調(diào)度進入運行狀態(tài)還有一點要說明的是：wait()方法所在的代碼段一定要加互斥鎖synchronized。