計算機課件 多線程

妻附：多線程

主講:李虹

M主要內(nèi)容

JAVA^

■Case:Clock,java

■Case:AnimatorApplet.java

■多線程

■1、概念

■2、實現(xiàn)多線程的兩種編程方法

■繼承Thread類

■實現(xiàn)Runnable接口

■3、線程的狀態(tài)轉(zhuǎn)換及線程的控制操作

■4、線程間的同步與互斥

■作業(yè)：利用多線程實現(xiàn)動畫設計。

多媒體與多線程開始|返回11上一頁11下一頁?2

嬴工、什么是多線程

■在JVM上執(zhí)行的一個Java程序，是操作系統(tǒng)

中的一個遺看。同一個Java程序中的各個并發(fā)

執(zhí)行的代碼片斷，是操作系統(tǒng)中的線程。

■每個線程均設計成具有部分程序功能，并且

能與其他線程并發(fā)執(zhí)行。這種能力稱為多線程

(multithreading)。

多媒體與多線程開始返回?上一頁11下一頁3

JAVA------------------------------------------------------

■多線程的實現(xiàn)：

■Java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：

■(1)虛擬CPU,哇寸裝在java.lang.Thread類中，

它控制著整個線程的運行；

■(2)執(zhí)行的代碼，傳遞給Thread類，由

Thread類控制順序執(zhí)行;

■(3)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)。

多媒體與多線程開始返回I上一頁11下一頁4

盒2、線程創(chuàng)建的兩種方法

■方法之一：繼承Thread類

■1)Thread類的構造方法：

■publicThread(ThreadGroupgroup,

Runnabletarget,Stringname)

■group指明了線程所屬的線程組；target是線

程體run()方法所在的對象；name是線程的名

稱。target必須實現(xiàn)接口Runnable。展接口

Runnable中只定義了一個方法voidrun()作

為線程體。任何實現(xiàn)接口Runnable的對象都

可以作為一個線程的目標對象。

多媒體與多線程開始返回I上一頁11下一頁5

JAVA------------------------------------------------------

■Java對Runnable接口的定義如下：

■publicinterfaceRunnable{

publicabstractvoidrun();

■}

■類Thread本身也實現(xiàn)了接口Runnable,因此，上

述構造方法中各參數(shù)都可以為null,當上述構造方法

的某個參數(shù)為null時，我們可得到下面的幾個構造方

法：

■publicThread()

■publicThread(Stringname)

■publicThread(Runnabletarget)

■publicThread(Runnabletarget,Stringname)

多媒體與多線程開始返回I上一頁I|下一頁6

■2)Thread類有許多方法，在此先給出其中幾

個常用方法，并進行說明。

■StaticnativeThreadcurrentThreadQ：返回線

程對象的一個引用，它控制當前執(zhí)行的線程。在任

何地方利用這個方法都可獲當前是哪一個線程在運

行。

■finalStringgetNameQ：以字符串形式返回線程

的名稱。

■finalintgetPriorityO^返回線程的優(yōu)先級。

■voidstart。：啟動線程對象

■voidsleep(longmillis)：使線程暫時休眠millis

毫秒，讓低優(yōu)先級的線程暫時獲取處理器資源。

多媒體與多線程開始返回I上一頁I|下一頁7

JAVA------------------------------------------------------

■voidrun（）：對線程來說run方法的功能等同于

程序中的main方法的作用。Thread類本身只是線

程的虛擬CPU,線程所執(zhí)行的代碼（或者說線程所

要完成的功能）是通過run方法（包含在一個特定

的對象中）來完成的，方法run。稱為線程體。實

現(xiàn)線程體的特定對象是在初始化線程時傳遞給線程

的。在一個裝程版建立并初始化以后，Java的運行

后系統(tǒng)就自動調(diào)用run方法，正是通過run方京才使

得建立線程的目的得以實現(xiàn)。run方法的結束即意

諫著線程的結束。通常,run方法是一個循環(huán),例

如上一節(jié)中，一個播放動畫的線程要循環(huán)顯示一系

列圖片。

多媒體與多線程開始返回?上一頁11下一頁8

JAVA------------------------------------------------------

■如何編程呢？步驟如下：

■(1)創(chuàng)建一個類擴展Thread類；

■(2)重寫Thread類的run()方法，在此方法中

填寫要在這個線程中要執(zhí)行的代碼；

■(3)用關鍵字new創(chuàng)建所定義的線程類的一個

對象；

■(4)調(diào)用該線程對象的start。方法啟動線程。

多媒體與多線程開始返回上一頁下一頁9

Casel:創(chuàng)建兩個線程，每一個都打印1到

氤詞的數(shù)______________

publicclassMyThreadextendsThread〃從Thread類繼承

<publicMyThread。〃默認構造方法

<super();}

publicMyThread(Stringname)〃構造方法

{super(name);}

publicvoidrun()〃并發(fā)執(zhí)行的程序代碼

<

for(inti=l;i<=5;i++)

<System.out.printlnC'"+1+"n+getNameO)；

〃輸出當前數(shù)字及線程名

try{sleep(lOOO);

//休眠工秒，給其它線程運行的機會

}catch(InterruptedExceptione){}

}

}-----------------____________

多媒體與多線程開始返回I上一頁II下一頁I10

JAVA-------------------------------------------------------

publicstaticvoidmain(String[]args)

<〃創(chuàng)建線程工的對象及線程2的對象

MyThreadmyThreadl=newMyThread(“線程工”);

MyThreadmyThreadZ=newMyThread(“線程2");

〃啟動兩個線程

myThreadl.start();

myThread2.start();

}

}

多媒體與多線程開始返回I上一頁I|下一頁U

JAVA------------------------------------------------------

■方法之二：繼承Runnable接口

■編程步驟如下：

■自定義類實現(xiàn)Runnable接口

■定義方法run()

■使用Thread類的另一構造函數(shù)：

■Thread(RunnablezString)

用實現(xiàn)了Runnable接口的類的對象中所定義的

run()方法,來覆蓋新創(chuàng)建的線程對象的run()方

法

■使用start。啟動線程

多媒體與多線程開始返回I上一頁11下一頁12

筍Case2:用Runnable接口實現(xiàn)caseL

J^iibllcclassMyThreadiinplenrentsRunnable〃實現(xiàn)

Runnable接口

<publicMyThreadQ〃默認構造方法

{super();}

publicvoidrun()〃并發(fā)執(zhí)行的程序代碼

{

for(inti=l；i<=5;i++)

<System.out.println(",,+i+"

,,+Thread.CurrentThread().getName());

〃輸出當前數(shù)字及線程名

try{sleep(lOOO);

//休眠工秒，給其它線程運行的機會

}catch(InterruptedExceptione){}

}

}_________________

、多媒體與多線程?開始??..11上一頁|I下一■|]

JAVA-----------------------------------------------------

publicstaticvoidmain(String[]args)

{〃創(chuàng)建線程1的對象及線程2的對象

ThreadmyThreadl=newThread(new

MyThread。，“線程1")；

ThreadmyThreadZ=newThread(new

MyThread。，“線程2")；

〃啟動兩個線程

myThreadl.start();

myThread2.start();

}

}

多媒體與多線程?開始]I返回11上一頁11下一頁

JAVA-------------------------------------------------------

■兩種方法的選擇

■當需要從其他類（如JApplet類）繼承時，使用

java.lang.Runnable#口

■當編寫簡單的程序時，可考慮使用繼承

java.Iang.ThreadM

■程序分析

■Car.java

■Candle.java

多媒體與多線程開始返回上一頁下一頁15

鎏3、線程的狀態(tài)轉(zhuǎn)換及線程的操作

JAVA----------------------------------------------------------

線程有四個狀態(tài)：

創(chuàng)建、可運行、不可運行、死亡。

倉J建)犬態(tài)(newThread)

執(zhí)行下列語句時，線程就處于創(chuàng)建狀態(tài)：

ThreadmyThread=newMyThreadClass();

當一個線程處于創(chuàng)建狀態(tài)時，它僅僅是一個空的線程對象,

系統(tǒng)不為它分配資源。

■2.運彳亍以夫態(tài)(Runnable)

ThreadmyThread=newMyThreadClass();

myThread.start();

當一個線程處于可運行狀態(tài)時，系統(tǒng)為這個線程分配了它

需的系統(tǒng)資源，安排其運行并調(diào)用線程運行方法，這樣就使得

該線程處于可運行(Runnable)狀態(tài)。需要注意的是這一狀態(tài)

并不是運行中狀態(tài)(Running),因為線程也許實際上并未真

正運行。由于很多計算機都是單處理器的，所以要在同一時刻

運行所有的處于可運行狀態(tài)的線程是不可能的，Java的運行系

統(tǒng)必須實現(xiàn)調(diào)度來保證這些線程共享處理器。

多媒體與多線程開始返回I上一頁I|下一頁17

JAVA------------------------------------------------------

■3.不可運彳亍》尖態(tài)（NotRunnable）

進入不可運行狀態(tài)的原因有如下幾條：

1）調(diào)用了sfee。（）方法'

2）調(diào)用了suspend（）方法;

3）為等候一個條件變量，線程調(diào)用wait（）方法；

4）輸入輸出流中發(fā)生線程阻塞；

不可運行狀態(tài)也稱為阻塞狀態(tài)（Blocked）。因為某種原因

（輸入/輸出、等待消息或其它阻塞情況），系統(tǒng)不能執(zhí)行線程

的狀態(tài)。這時即使處理器空閑，也不能執(zhí)行該線程。

■4.死亡》失態(tài)（Dead）

線程的終止一般可通過兩種方法實現(xiàn)：自然撤消（線程執(zhí)行

X）或是被停止（調(diào)用stopQ方法）。目前不推薦通過調(diào)用

stop。來終止線程的執(zhí)行，而是讓線程執(zhí)行完。

多媒體與多線程開始返回I上一頁I|下一頁18

嬴4、線程間的同步與互斥

-1）線程間的資源互斥共享

■通常，一些同時運行的線程需要共享數(shù)據(jù)。如

果線程只是讀取這個共享的數(shù)據(jù)，則不必阻止

多個線程同時訪問該數(shù)據(jù)。但是，在多個線程

共享同一個對象，并且一個或多個線程會修改

該對象時，每個線程就必須要考慮其它與它一

起共享數(shù)據(jù)的線程的狀態(tài)與行為，否則的話就

不能保證共享數(shù)據(jù)的一致性，從而也就不能保

證程序的正確性。這個共享的數(shù)據(jù)區(qū)就是一個

臨界區(qū)。首先觀察下面例題所出現(xiàn)的問題。

多媒體與多線程開始返回I上一頁II下I頁19

JAVA----------------------------------------------------------

■Case3:模擬打電話程序，一個電話接聽者

類通過線程實現(xiàn)若干打電話者。

CAG:\lh\lh\tool\JCREAI'2\GI200L"e-laixi

六

電

二

在

老

師

的

話

本

他

他說

同

二開

一

~大^

、

學

在

話

他說

的

新

和

同

^您

電

年

T關^

T

^

火

在

話

他說

^嗎

的

夢

好

同

一

電

？

1T1大

L日

話

同^X-

元

4、?

一

二

口

完

話

師

的

電

老

■、?

士

二

話

的

電

學

同

兀

、I

T?

~

V

多媒體與多線程開始返回上一頁下一頁20

JAVA------------------------------------------------------

■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。這個標記用來保證在任一時刻，只能有一個線程

訪問該對象。即，“對象互斥鎖”阻止多個線程同時訪

問同一共享資源。

■在Java語言中，有兩種方法可以實現(xiàn)“對象互斥

鎖”：

-（工）用關鍵字volatile來聲明一個共享數(shù)據(jù)（變量）；

■（2）用關鍵字synchronized來聲明一個操作共享數(shù)據(jù)

的方法或一段代碼。

■一般情況下，都使用synchronized關鍵字在方法的

層次上實現(xiàn)對共享資源操作的同步，很少使用volatile

關鍵字聲明共享變量。

多媒體與多線程開始返回?上一頁11下一頁

■對象鎖機制

格式1:

synchronized(臨界區(qū)對象)

'〃訪問臨界區(qū)對象的“關鍵”代碼片斷，又稱同步代碼

塊

格式2：同步化方法。在方法的前面力口上synchronized。如：

publicsynchronizedvoidadd(){............}

對于實例方法，這種格式其實是如下的第一種格式的簡化寫

法：

publicvoidadd()

synchronized(this)

{............}

}

多媒體與多線程開始返回上一頁下一頁22

JAVA------------------------------------------------------

■Case4:引入互斥鎖機制修改case3（模擬

打電話程序，一個電話接聽者類通過線程實

現(xiàn)若干打電話者。）

貫G：UhUh\tool\KBKAr2\GE2001.exeJnixi

在磐

老

來的電話,他說：本周二開會?，我在和他交談???

臼

^老

兀

上1

同

i木的電話,他說：祝您新年快樂?，我在和他交談.

王

萋

同

m電話？

同

i來

兀的電話,