oop10章多線程程序設(shè)計(jì)-new

第10章多線程第10章多線程10.1多線程基本概念10.2創(chuàng)建線程的方式10.3線程的掛起與喚醒10.4多線程問(wèn)題10.5小結(jié)210.1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(gè)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(shí)有數(shù)個(gè)地方在執(zhí)行傳統(tǒng)的進(jìn)程多線程的任務(wù)310.1多線程基本概念多線程的優(yōu)勢(shì):減輕編寫(xiě)交互頻繁、涉及面多的程序的困難.程序的吞吐量會(huì)得到改善.(BT/多線程下載)在多個(gè)處理器的系統(tǒng),可以并發(fā)運(yùn)行不同的線程.(否則,任何時(shí)刻只有一個(gè)線程在運(yùn)行)410.1多線程基本概念線程與進(jìn)程的區(qū)別:進(jìn)程之間:內(nèi)部數(shù)據(jù)和狀態(tài)都完全獨(dú)立多線程：在同一進(jìn)程內(nèi)部，多線程共享一塊內(nèi)存空間和一組系統(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(gè)程序執(zhí)行時(shí)使用的堆棧，所以線程的切換比進(jìn)程切換的負(fù)擔(dān)要小。510.1多線程基本概念對(duì)線程的綜合支持是Java技術(shù)的一個(gè)重要特色.它提供了thread類(lèi)、管程和條件變量的技術(shù).雖然Macintosh,WindowsNT,Windows9等操作系統(tǒng)支持多線程,但若要用C或C++編寫(xiě)多線程程序是十分困難的，因?yàn)樗鼈儗?duì)數(shù)據(jù)同步的支持不充分.610.1多線程基本概念newThread()NewThreadRunnablestart()NotRunnablestop()stop()Deadyield()stop()orrun()exit..suspend()sleep()wait()notify()notifyAll(0resume().線程的狀態(tài)線程有四個(gè)狀態(tài):新生,運(yùn)行,暫停,死亡710.2創(chuàng)建線程的方式1.繼承類(lèi)ThreadpublicclassMythreadextendsThread 產(chǎn)生線程的對(duì)象ThreadnewThread=newMyThread();2.publicclassThreadByRunableimplementsRunnable(實(shí)現(xiàn)Runnable接口) 產(chǎn)生線程的對(duì)象ThreadnewThread=newThread(newThreadByRunable());4.啟動(dòng)線程 newThread.start();810.2創(chuàng)建線程的方式5.run方法是運(yùn)行線程的主體,啟動(dòng)線程時(shí),由java直接調(diào)用publicvoidrun()6.停止線程,由小應(yīng)用程序的stop調(diào)用線程的stopnewThread.stop()7sleep方法的作用,暫停線程的執(zhí)行,讓其它線程得到機(jī)會(huì),sleep要拋出異常,必須捕捉.Try{sleep(100)}catch(InterruptedExceptione){}9例1：publicclassTestThreadextendsThread{publicTestThread(){}//空構(gòu)造方法publicvoidrun(){System.out.println("run()方法運(yùn)行....");}publicstaticvoidmain(Stringarg[]){ TestThreadt=newTestThread();System.out.println("start()開(kāi)始運(yùn)行...");t.start();}}10.2創(chuàng)建線程的方式1010.2創(chuàng)建線程的方式例2：帶休息的線程publicclasstestThreadextendsThread{publictestThread(){}publicvoidrun(){for(inti=0;i<100;i++){System.out.println(i+":run()方法運(yùn)行....");

try{sleep(1000);//休息一秒鐘}catch(InterruptedExceptione){}}}publicstaticvoidmain(Stringarg[]){testThreadt=newtestThread();System.out.println("start()開(kāi)始運(yùn)行...");t.start();}}11例3，多個(gè)線程猜猜程序執(zhí)行結(jié)果publicclassMultiThreadextendsThread{intthreadNo;//給線程一個(gè)編號(hào)標(biāo)志publicMultiThread(intno){threadNo=no;}publicvoidrun(){for(inti=0;i<1000;i++){System.out.println("Thread:"+threadNo+""+i+":run()方法運(yùn)行....");}}//endofrunpublicstaticvoidmain(Stringarg[]){MultiThreadmt1=newMultiThread(1);MultiThreadmt2=newMultiThread(2);System.out.println("start()開(kāi)始運(yùn)行...");mt1.start();mt2.start();}}1210.2創(chuàng)建線程的方式8.其它常用的方法isAlive:判斷線程目前是否正在執(zhí)行狀態(tài)中if(newthread.isAlive())newthread.stop();resume:要求被暫停得線程繼續(xù)執(zhí)行suspend:暫停線程的執(zhí)行interrupt:中斷正在運(yùn)行中的線程join:等待線程執(zhí)行完畢thatThread.join();被等待的那個(gè)線程不結(jié)束,當(dāng)前線程就一直等待.yield():避讓?zhuān)瑢?zhí)行的權(quán)力交給其它線程,自己到隊(duì)列的最后等待.1310.2創(chuàng)建線程的方式9.線程的優(yōu)先權(quán)某一時(shí)刻只有一個(gè)線程在執(zhí)行,調(diào)度策略為固定優(yōu)先級(jí)調(diào)度.線程可以給定自1-10的10個(gè)不同優(yōu)點(diǎn)級(jí),1最低,10最高設(shè)置方法：newthread.setPriority(Thread.MIN_PRIORITY)級(jí)別有:MIN-PRIORITYNOM_PRIORITYMAX-PRIORITY10.自私的線程:有很高的優(yōu)先權(quán)的線程,不主動(dòng)睡眠或讓出處理器控制權(quán).14例4，設(shè)定優(yōu)先級(jí)后的多線程publicclassPrioritiedThreadextendsThread{intthreadNo;

publicPrioritiedThread(intno){threadNo=no;}publicvoidrun(){for(inti=0;i<1000;i++){System.out.println("Thread:"+threadNo+""+i+":run()方法");}}publicstaticvoidmain(Stringarg[]){PrioritiedThreadmt1=newPrioritiedThread(1);PrioritiedThreadmt2=newPrioritiedThread(2);System.out.println("start()開(kāi)始運(yùn)行...");mt1.setPriority(3);mt2.setPriority(8);mt1.start();mt2.start();}}15多線程同時(shí)運(yùn)行的特點(diǎn)：多個(gè)進(jìn)程運(yùn)行時(shí)執(zhí)行順序是交叉的多個(gè)線程運(yùn)行時(shí),調(diào)度策略為固定優(yōu)先級(jí)調(diào)度.級(jí)別相同時(shí),由操作系統(tǒng)按時(shí)間片來(lái)分配較高的優(yōu)先權(quán)的線程運(yùn)行時(shí)間多，較低獲得較少運(yùn)行時(shí)間1610.3線程的結(jié)束方式當(dāng)一個(gè)線程執(zhí)行完所有語(yǔ)句后就自動(dòng)終止，調(diào)用線程的stop()方法，也可以強(qiáng)制終止線程。如果希望線程正常終止，可采用標(biāo)記來(lái)使線程中的run（）方法退出。1710.3線程的結(jié)束方式publicclassXyzimplementsRunnable{privatebooleantimeToQuit=false；publicvoidrun（）{while（！timeToQuit）{…..}//cleanupbeforerun（）ends；}publicvoidstopRunning(){timeToQuit=true;}}1810.3線程的結(jié)束方式publicclassControlThread{privateRunnabler=newXyz();privateThreadt=newThread(r);

publicvoidstartThread(){t.start();}

publivoidstopThread(){r.stopRunning();}}1910.4多線程問(wèn)題---如何寫(xiě)多線程1.分別定義不同的線程類(lèi),在各自的run方法中定義線程的工作

classmythread1extendsThread{publicvoidrun{….}}classmythread2extendsThread{publicvoidrun{….}}2.在主類(lèi)中實(shí)例化各線程類(lèi),并啟動(dòng)線程.publicclassdemoextendsApplet{publicvoidinit(){mythreadt1=newmythread1();mythreadt2=newmythread2();t1.start();t2.start();}}2010.4多線程問(wèn)題---如何寫(xiě)多線程練習(xí):將窗口分為上下兩個(gè)區(qū),分別運(yùn)行兩個(gè)線程,一個(gè)在上面的區(qū)域中顯示由右向左游動(dòng)的字符串,另一個(gè)在下面的區(qū)域從左向右游動(dòng)的字符串.方法一:一個(gè)線程,在paint方法中使用兩個(gè)輸出字符串的語(yǔ)句publicvoidpaint(Graphicsg){ify1<0y1=200elsey1=y1-10;ify2>200y2=0elsey2=y2+10;g.drawString(“hello,Java!”,20,y1,);g.drawString(“hello,Java!”,40,y2,);}2110.4多線程問(wèn)題---如何寫(xiě)多線程方法二:定義兩個(gè)類(lèi),運(yùn)行各自的線程,各自有自己的paint()方法.注意:兩個(gè)小應(yīng)用程序必須是panel類(lèi)或者是canvas類(lèi),將小應(yīng)用的區(qū)域分成兩塊,否則不能運(yùn)行paint語(yǔ)句.2210.4多線程問(wèn)題---線程間的通信1.線程間的通信可以用管道流,.創(chuàng)建管道流:PipedInputStreampis=newPipedInputStream();PipedOutputStreampos=newPipedOutputStream(pis);或:PipedOutputStreampos=newPipedOutputStream();PipedInputStreampis=newPipedInputStream(pos);線程1PipedOutputStreamPipedInputStream輸出流outStream輸入流inStream線程22310.4多線程問(wèn)題---線程間的通信管道流不能直接讀寫(xiě)PrintStreamp=newPrintStream(pos);p.println(“hello”);DataInputStreamd=newDataInputStream(pis);d.readLine();2.通過(guò)一個(gè)中間類(lèi)來(lái)傳遞信息.線程2線程1中間類(lèi)mssm.write(s)s=m.read()write()read()printStreamDataInputStream2410.4多線程問(wèn)題--線程間的通信管道流可以連接兩個(gè)線程間的通信下面的例子里有兩個(gè)線程在運(yùn)行,一個(gè)往外輸出信息,一個(gè)讀入信息.將一個(gè)寫(xiě)線程的輸出通過(guò)管道流定義為讀線程的輸入.outStream=newPipedOutputStream();inStream=newPipedInputStream(outStream);newWriter(outStream).start();newReader(inStream).start();

2510.4多線程問(wèn)題--線程間的通信主類(lèi)Pipethread輔類(lèi)Writer線程類(lèi)輔類(lèi)Reader線程類(lèi)管道流將數(shù)據(jù)寫(xiě)到輸出流從流中讀數(shù)據(jù)輸入流作為參數(shù)傳給WriterWriter(outStream)2610.4多線程問(wèn)題--線程間的通信.publicclassPipethread{

publicstaticvoidmain(Stringargs[]){PipethreadthisPipe=newPipethread();thisPcess();}publicvoidprocess(){PipedInputStreaminStream;PipedOutputStreamoutStream;PrintStreamprintOut;try{outStream=newPipedOutputStream(); inStream=newPipedInputStream(outStream);

newWriter(outStream).start();

newReader(inStream).start();

}catch(IOExceptione){}}}2710.4多線程問(wèn)題---讀管道線程classReaderextendsThread{privatePipedInputStreaminStream;//從中讀數(shù)據(jù)

publicReader(PipedInputStreami){inStream=i;}publicvoidrun(){Stringline;DataInputStreamd;booleanreading=true;try{d=newDataInputStream(inStream); while(reading&&d!=null){ try{line=d.readLine(); if(line!=null){ System.out.println(”讀:"+line);} elsereading=false; }catch(IOExceptione){}}catch(Exceptione){System.exit(0);} try{Thread.sleep(4000);} catch(InterruptedExceptione){}}}2810.4多線程問(wèn)題—寫(xiě)數(shù)據(jù)線程.classWriterextendsThread{privatePipedOutputStreamoutStream;//將數(shù)據(jù)輸出privateStringmessages[]={"Monday","Tuesday","Wednsday", "Thursday","Friday:","Saturday:","Sunday:"};publicWriter(PipedOutputStreamo)

{outStream=o;}publicvoidrun()

{PrintStreamp=newPrintStream(outStream);for(inti=0;i<messages.length;i++){

p.println(messages[i]);//向管道中寫(xiě)出數(shù)據(jù) p.flush(); System.out.println(“寫(xiě):"+messages[i]);} p.close();p=null;}}2910.5多線程問(wèn)題---資源協(xié)調(diào)1.數(shù)據(jù)的完整性線程1線程2線程10資源取過(guò)來(lái)加1后送回去withdrwal()withdrwal()透支余額變量3010.5多線程問(wèn)題---資源協(xié)調(diào)互斥鎖(管程)：對(duì)共享對(duì)象的訪問(wèn)必須同步，Java通過(guò)管程實(shí)現(xiàn)線程的同步.(英文名為Monitor有的參考書(shū)稱(chēng)其為監(jiān)視器)互斥鎖是一個(gè)對(duì)象，包含共享的數(shù)據(jù)，也包含阻止兩個(gè)線程同時(shí)訪問(wèn)同一個(gè)數(shù)據(jù)的機(jī)制，象鎖一樣作用在數(shù)據(jù)上.Java為每個(gè)擁有synchronized方法的實(shí)例對(duì)象提供一個(gè)唯一的互斥鎖(管程),互斥鎖入口就是synchronized方法的入口,調(diào)用該方法就接受它的管理。圖示：withdrawal1為一實(shí)現(xiàn)了管程的方法線程1進(jìn)入withdrawal方法時(shí),獲得(加鎖);當(dāng)線程1的方法執(zhí)行完畢返回時(shí),開(kāi)鎖,線程2的withdrawal方能進(jìn)入.withdrawal()線程1互斥鎖線程23110.4多線程問(wèn)題---資源協(xié)調(diào)用synchronized來(lái)標(biāo)識(shí)的區(qū)域或方法即為管程監(jiān)視的部分。一個(gè)類(lèi)或一個(gè)對(duì)象有一個(gè)管程,如果一個(gè)程序內(nèi)有兩個(gè)方法使用synchronized標(biāo)志,則他們?cè)谝粋€(gè)管程管理之下.一般情況下，只在方法的層次上使用關(guān)鍵區(qū)getput監(jiān)視器線程1線程23210.4多線程問(wèn)題---資源協(xié)調(diào)此處給出的例子演示兩個(gè)線程在同步限制下工作的情況.classAccount{staticsintbalance=1000;//為什么用static?staticsintexpense=0;publicsynchronizedvoidwithdrawl(intamount){if(amount<=balance){balance-=amount;expense+=amount;}else{System.out.println(“bounced:“+amount);}}}3310.4多線程問(wèn)題---資源協(xié)調(diào)2.等待同步數(shù)據(jù)生產(chǎn)者消費(fèi)者..共享對(duì)象put()get()可能出現(xiàn)的問(wèn)題:生產(chǎn)者比消費(fèi)者快時(shí),消費(fèi)者會(huì)漏掉一些數(shù)據(jù)沒(méi)有取到消費(fèi)者比生產(chǎn)者快時(shí),消費(fèi)者取相同的數(shù)據(jù).notify()和wait()方法用來(lái)協(xié)調(diào)讀取的關(guān)系.notify()和wait()都只能從同步方法中的調(diào)用.3410.4多線程問(wèn)題---資源協(xié)調(diào)notify()的作用是喚醒正在等待同一個(gè)管程的線程.wait()的作用是讓當(dāng)前線程等待信息版例子get()方法在讀信息之前先等待,直到信息可讀,讀完后通知要寫(xiě)的線程.put()方法在寫(xiě)信息之前先等待,直到信息被取走,寫(xiě)完后通知要讀的進(jìn)程.3510.4多線程問(wèn)題---資源協(xié)調(diào)ProducerConsumeraaaaPCQueue3610.4多線程問(wèn)題---資源協(xié)調(diào)publicclassProducerConsumerDemo1{publicstaticvoidmain(String[]args){PCQueuec=newPCQueue();Producerp1=newProducer(c,1);Consumerc1=newConsumer(c,1);p1.start();c1.start();}}3710.3多線程問(wèn)題---資源協(xié)調(diào)//定義一個(gè)隊(duì)列classPCQueue{//一個(gè)實(shí)現(xiàn)管程的類(lèi)privateintseq;privatebooleanavailable=false;//定義一個(gè)可用性標(biāo)志publicsynchronizedintget(){while(available==false){try{wait();}catch(InterruptedExceptione){}}available=false;notifyAll();returnseq;}publicsynchronizedvoidput(intvalue){while(available==true){try{wait();}catch(InterruptedExceptione){}}available=true;seq=value;notifyAll();}}3810.3多線程問(wèn)題