java課程實用教程

第8章Java的多線程本章內(nèi)容1線程及其創(chuàng)建2線程的調(diào)度3線程的同步與共享1什么是線程？線程是一個程序內(nèi)的順序控制流，使得一個程序具有能夠“同時”執(zhí)行多個任務的能力。線程與進程每個進程都有獨立的代碼和數(shù)據(jù)空間(進程上下文)，進程切換的開銷大，不同進程間交換數(shù)據(jù)困難。線程:輕量的進程，同一類線程共享代碼和數(shù)據(jù)空間,線程切換的開銷小。多進程:在操作系統(tǒng)中能同時運行多個任務(程序)。多線程:在同一應用程序中有多個順序流同時執(zhí)行。線程可以理解為比進程更小的的程序單元。都具有并發(fā)執(zhí)行多任務的能力，線程包含在進程內(nèi)。多線程編程6/26/20232線程（Thread），也稱執(zhí)行上下文（ExecutionContext）包括：虛擬CPU線程體（Code）線程數(shù)據(jù)（Data）線程模型Java線程模型代碼數(shù)據(jù)虛擬CPU6/26/20233Java使用Thread類描述線程對象，該類定義在java.lang包中。在創(chuàng)建Thread對象的時候，一定要將線程體代碼“提交”給線程對象。這可以從線程類構造器看出來。Runnable接口，只要某個對象實現(xiàn)了Runnable接口的實現(xiàn)，就可以提交給線程對象。由線程執(zhí)行該接口中封裝的方法：publicvoidrun();如何創(chuàng)建一個線程？6/26/20234使用Runnable接口(TestThread2.java)

可以將CPU，代碼和數(shù)據(jù)分開，形成清晰的模型;

還可以從其他類繼承;

保持程序風格的一致性。直接繼承Thread類(TestThread1.java)

不能再從其他類繼承;

編寫簡單，可以直接操縱線程，無需使用Thread.currentThread()。兩種創(chuàng)建線程方法的比較6/26/20235直接繼承Thread類publicclassTestThread1{publicstaticvoidmain(Stringargs[]){ Threadt1=newMyThread();

t1.start(); }}classMyThreadextendsThread{ publicvoidrun(){ for(inti=0;i<5;i++){ System.out.print(""+i); } System.out.println(); }}6使用Runnable接口publicclassTestThread2{publicstaticvoidmain(Stringargs[]){

MyThreadmyThread=newMyThread(5); Threadt1=newThread(myThread); t1.start(); }}classMyThreadimplementsRunnable{ privateintn; publicMyThread(intn){this.n=n;} publicvoidrun(){ for(inti=0;i<n;i++){System.out.println(""+i); try{Thread.sleep(500);//當前正在運行的線程睡500毫秒

}catch(InterruptedExceptione){} } }}7兩種方法的比較直接繼承Thread類 不能再從其他類繼承;

編寫簡單，可以直接操縱線程，無需使用Thread.currentThread()。使用Runnable接口 可以將CPU，代碼和數(shù)據(jù)分開，形成清晰的模型;

還可以從其他類繼承;

保持程序風格的一致性。若直接繼承Thread類，this即指當前線程；若使用Runnable接口，要獲得當前線程，就必須使用

Thread.currentThread()方法。publicstaticThreadcurrentThread()//返回對當前正在執(zhí)行的線程對象的引用。Example：ThreadTester.javaandThreadTester2.java8沒有保障的線程classThreadTestextendsThread{

publicvoidrun(){

System.out.println("sometingrunhere！");

}

publicvoidrun(Strings){

System.out.println("stringinrunis"+s);

}

publicstaticvoidmain(String[]args){

ThreadTesttt=newThreadTest();

tt.start();

tt.run("itwon'tautorun!");

}

}

輸出的結果比較有趣：

stringinrunisitwon'tautorun!

sometingrunhere！

9沒有保障的線程一旦調(diào)用start()方法，必須給JVM點時間，讓它配置進程。而在它配置完成之前，重載的run(Strings)方法被調(diào)用了，結果反而先輸出了“stringinrunisitwon'tautorun!”，這時tt線程完成了配置，輸出了“sometingrunhere！”。

這個結論是比較容易驗證的：

修改上面的程序，在tt.start();后面加上語句for(inti=0;i<10000;i++);這樣主線程開始執(zhí)行運算量比較大的for循環(huán)了，只有執(zhí)行完for循環(huán)才能運行后面的tt.run("itwon'tautorun!");語句。此時，tt線程和主線程并行執(zhí)行了，已經(jīng)有足夠的時間完成線程的配置！因此先到一步！修改后的程序運行結果如下：

sometingrunhere！

stringinrunisitwon'tautorun!

注意：這種輸出結果的順序是沒有保障的！不要依賴這種結論！

10沒有保障的線程

classThreadTestimplementsRunnable{

publicvoidrun(){

System.out.println(Thread.currentThread().getName());

}

publicstaticvoidmain(String[]args){

ThreadTesttt=newThreadTest();

Thread[]ts=newThread[10];

for(inti=0;i<ts.length;i++)

ts[i]=newThread(tt);

for(Threadt:ts)

t.start();

}

}

11沒有保障的線程在電腦上運行的結果是（每臺電腦運行結果會不同）：

Thread-0

Thread-1

Thread-3

Thread-5

Thread-2

Thread-7

Thread-4

Thread-9

Thread-6

Thread-8

而且每次運行的結果都是不同的！繼續(xù)引用前面的話，一旦涉及到線程，其運行多半是沒有保障。這個保障是指線程的運行完全是由調(diào)度程序控制的，我們沒法控制它的執(zhí)行順序，持續(xù)時間也沒有保障，有著不可預料的結果。

12線程控制：啟動，start方法。終止，正常結束及stop方法。//stop方法已過時掛起和恢復，suspend和resume方法。//已過時睡眠，sleep方法。釋放執(zhí)行權，

yield方法。join方法。destroy方法。//已過時線程控制及線程狀態(tài)6/26/202313publicbooleanisAlive()//測試線程是否處于活動狀態(tài)。如果線程已經(jīng)啟動且尚未終止，則為活動狀態(tài)。在start()方法后，線程才真正“運行”了。良好的終止線程的手段應該是向線程發(fā)“中斷”通知，而不是直接調(diào)用stop方法。ThreadTerminateByFlag.java暫時阻止線程的執(zhí)行不主張使用suspend()方法來暫時阻止線程的執(zhí)行，不主張用resume()方法來恢復線程的執(zhí)行常用方法有：sleep()方法：當前線程掛起，一定時間后再運行join()方法：當前線程掛起，等待其他線程完成后再加入

yield()方法：當前線程讓步給其他線程ThreadJoin.java線程控制方法：掛起6/26/202314線程調(diào)度（分時time-slicing和搶先preemptive）JVM不保證線程調(diào)度的算法，所以線程實際的運行行為會有很大差別，不同的JVM調(diào)度實現(xiàn)有可能是不一樣的?？梢允褂胹etPriority(int)方法來設置線程的優(yōu)先級。Java中用1-10表示運行的優(yōu)先等級，等級越高，表示越緊急，在同一時間片斷，有運行優(yōu)先權Thread類有三個有關線程優(yōu)先級的靜態(tài)常量：MIN_PRIORITY,MAX_PRIORITY,NORM_PRIORITY設置線程優(yōu)先級的例子：TestThreadPriority.java但是并不是所有的jvm的調(diào)度都這樣，因此一定不能依賴于線程優(yōu)先級來保證程序的正確操作，這仍然是沒有保障的，要把線程優(yōu)先級用作一種提高程序效率的方法，并且這種方法也不能依賴優(yōu)先級的操作。線程的優(yōu)先級6/26/202315線程控制方法：中斷publicvoidinterrupt()//中斷線程。相當于“喚醒”。如果線程在調(diào)用Object

類的wait()、wait(long)

或wait(long,int)

方法，或者該類的join()、join(long)、join(long,int)、sleep(long)

或sleep(long,int)

方法過程（即“掛起的狀態(tài)”）中受阻，則其中斷狀態(tài)將被清除，它還將收到一個InterruptedException。

publicbooleaninterrupted()//測試當前線程是否已經(jīng)中斷。線程的中斷狀態(tài)由該方法清除。換句話說，如果連續(xù)兩次調(diào)用該方法，則第二次調(diào)用將返回false16如果多個線程同時訪問相同的數(shù)據(jù)，那么會造成數(shù)據(jù)不安全（thread-unsafe）。見例子ShareData.java：之前的線程都是獨立的，而且不是同步執(zhí)行。但是，經(jīng)常有些同時運行的線程需要共享數(shù)據(jù)，例如：一個線程從文件中讀數(shù)據(jù)，另一線程向文件寫數(shù)據(jù)，這就需要“同步”。SharingData6/26/202317多線程訪問共享數(shù)據(jù)造成數(shù)據(jù)的破壞的根源在于對數(shù)據(jù)操作的不完整性。而且線程的運行行為依賴與操作系統(tǒng)的線程調(diào)度算法，具有不可預見性。所以前面的例子還會有其它的意外情況。解決的辦法就是線程的同步控制，對于臨界資源的訪問，線程之間必須是同步的。將訪問共享數(shù)據(jù)的代碼修飾為同步代碼，使用synchronized關鍵字。為資源加鎖。注意：synchronized聲明不會被繼承。SharingData46/26/202318synchronized關鍵字將上例中的兩個方法設成synchronized：synchronizedvoidincrease（）{x++;y++;}synchronizedvoidtestEquals(){System.out.println(x+”,”+y+”:”+（x==y）);}19同步控制6/26/202320wait,notify,notifyAlljava.lang.Objec提供了3個用于線程通用的方法。如果，線程t1和t2共享一個對象s,t1進入一個同步代碼塊（以s為標記的鎖），如果，調(diào)用s.wait(),他將放棄s鎖，進入s的等待池；此時，t2如果獲得了鎖，在代碼中調(diào)用s.notify(),那么t1將被從s等待池中移出，放到s的鎖池中，等待獲得鎖。21調(diào)用某個對象的wait方法的線程必須擁有該對象的鎖，否則會拋出IllegalMonitorStateException。wait方法調(diào)用一定要在同步代碼內(nèi)，否則，編譯會通過，但運行失敗。處于對象的waitingpool中的線程可以使用notify喚醒，喚醒后并不能夠立即執(zhí)行，它要重新獲得鎖。JVM不保證某個線程一定會被喚醒?？梢允褂胣otifyAll全部喚醒，但降低運行效率，一般不使用。wait,notify,notifyAll6/26/202322Wait與notify的例子有兩個線