java面向對象第十章-Java線程

第十章Java線程什么是進程、線程創(chuàng)立線程的兩種方法線程的生命周期線程的類型分析1.什么是進程、線程進程：當前正在執(zhí)行的程序，稱為進程(progress) 例如：在進行網上購物時，可以邊聽音樂、收發(fā)Mail、QQ聊天等多個程序在運行?？赏ㄟ^windows任務管理器查看。 每個進程都有自己獨立的一塊內存空間，一個進程中可以啟動多個線程。比方在Windows系統(tǒng)中，一個運行的exe就是一個進程。

說明：對于單CPU無法同時運行多個進程，只能交替輪流執(zhí)行多個程序。在某一時刻，CPU執(zhí)行的進程其實只有一個。1.1進程與線程在windows中可以通過任務管理器查看進程說明：CPU是一種非常珍貴的資源，它直接影響程序的運行情況。線程線程是進程中程序代碼的一個執(zhí)行序列，是一種比進程更小的執(zhí)行單位，一個進程可以包含多個線程；線程也是一個動態(tài)的概念，包含產生、存在和消亡的過程；每個進程都有一段專用的內存區(qū)域，而線程間可以共享相同的內存單元(包括代碼與數(shù)據(jù))，數(shù)據(jù)交換、實時通信、同步操作更方便。因此，線程得到廣泛應用，例如：QQ等支持多線程是Java的重要特色，它提供了Thread類來實現(xiàn)多線程；Java中的線程可以認為是由三局部組成的：虛擬CPU：封裝在類中，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)。1.2Java中的線程代碼數(shù)據(jù)虛擬CPU以前的程序：一個入口，語句序列，一個出口。程序依次執(zhí)行，這稱為單線程。1.３多線程publicclassSequentialExample{//例1程序片段 publicstaticvoidmain(Stringargs[]){

newSequential("A").run(); newSequential("B").run(); }}classSequential{

Stringname=null; publicSequential(Stringn){//構造器 name=n; }

publicvoidrun(){ for(inti=0;i<3;i++){ try{

Thread.sleep(500);//休眠0.5秒

System.out.println("訪問："+name);

} }}程序運行結果訪問：A訪問：A訪問：A訪問：B訪問：B訪問：B多線程：CPU交替執(zhí)行程序序列。//例2程序片段publicclassMultiThreadExample{ publicstaticvoidmain(Stringargs[]){ newMyThread("A").start(); newMyThread("B").start(); }}classMyThreadextendsThread{ publicMyThread(Stringn){//構造器 super(n); }

publicvoidrun(){ for(inti=0;i<3;i++){ try{

Thread.sleep(500);//休眠0.5秒

System.out.println("訪問："+getName());

}catch(InterruptedExceptione){} }}程序運行可能結果訪問：A訪問：B訪問：A訪問：B訪問：A訪問：B2.創(chuàng)立線程的兩種方法從前面的例2可以知道：創(chuàng)立線程，最重要的是實現(xiàn)其中的run()，run()決定了線程所做的工作,又稱為線程體。當線程開始時,代碼publicvoidrun()被執(zhí)行可用以下兩種方法來創(chuàng)立線程類：繼承線程類Thread實現(xiàn)Runnable接口Thread類和Runnable接口都在java.lang包中，是默認導入的，不必使用import語句。可通過繼承Thread類，并重寫其中的run()方法來定義線程體，以實現(xiàn)線程的具體行為，然后創(chuàng)立該子類的對象，并啟動線程。其步驟為：(1)擴展類：2.1繼承線程類Threadpublicclass線程類名extendsThread{ ……

publicvoidrun(){ ……//編寫線程的代碼 }}(2)創(chuàng)立線程類對象(3)啟動線程：線程類對象.start();注意：不要在程序中直接調用線程的run()方法；啟動線程并不意味著線程可以立即得到執(zhí)行，這取決于線程資源的獲取情況和CPU的占有情況。Thread類的構造方法：publicThread();publicThread(Runnabletarget);publicThread(Runnabletarget,Stringname);publicThread(Stringname);publicThread(ThreadGroupgroup,Stringname);…Threadt1=newThread(pp1);其中：target表示run()所在類，name是線程(組)名Thread類的常用方法：voidrun()：線程所執(zhí)行的代碼voidstart()：啟動線程voidsleep(longmilis)：讓線程睡眠一段時間，此期間線程不消耗CPU資源voidinterrupt()：中斷線程booleanisAlive()：判斷線程是否處于活動狀態(tài)(即已調用start)staticThreadcurrentThread()：返回當前線程對象的引用voidsetName(StringthreadName)：改變線程的名字StringgetName()：獲得線程的名字Thread類的常用方法(續(xù))：voidjoin([long

millis[,int

nanos]])：等待線程結束staticvoidyield()：暫停當前線程，讓其他線程執(zhí)行voidsetDaemon(booleanon)：設置為守護線程voidsetPriority(intp)：設置線程的優(yōu)先級notify()/notifyAll()/wait()：從Object繼承而來，用于線程間通信 以下幾個方法出于平安問題考慮，現(xiàn)已不推薦使用：voiddestroy()：銷毀線程voidstop()：終止線程的執(zhí)行voidsuspend()/voidresume()：掛起/恢復線程//例3用繼承Thread類方法創(chuàng)立線程publicclassPingPong1extendsThread{ privateintdelay; privateStringmessage; publicPingPong1(Stringm,intr){ message=m; delay=r; } publicvoidrun(){ try{ for(;;){ System.out.println(message); sleep(delay);//休眠 } }catch(InterruptedExceptione){ return; } } publicstaticvoidmain(String[]args){ PingPong1t1=newPingPong1("ping",500); PingPong1t2=newPingPong1("pong",1000); t1.start(); t2.start(); }}程序運行結果(每次可能不同)pingpongpingpongpingpingpongpingPing…任何類都可以實現(xiàn)Runnable接口，而這個類的實例將用一個線程來調用，啟動該類的run()方法。Runnable接口只有一個run()方法，其作用和Thread類的run()方法相同。創(chuàng)立步驟為：(1)定義目標類：2.2實現(xiàn)Runnable接口publicclasspingpong2

implementsRunnable{ ……

publicvoidrun(){ ……//編寫線程的代碼 }}(2)不能直接創(chuàng)立目標類對象并運行它，而是應該以目標類為參數(shù)創(chuàng)立Thread類的對象，例如：PingPong2pp1=newPingPong2(“ping”,500));Threadt1=newThread(pp1);(3)啟動線程：以目標類為參數(shù)創(chuàng)立Thread類的對象.start(); 例如：t1.start();例4與例3的功能類似，只是使用了接口方法//例4利用接口Runnalbe方法創(chuàng)立線程publicclassPingPong2implementsRunnable{ privateintdelay; privateStringmessage; publicPingPong2(Stringm,intr){ message=m; delay=r; }//例4利用接口Runnalbe方法創(chuàng)立線程 publicvoidrun(){ try{ for(;;){ System.out.println(message); Thread.sleep(delay);//休眠 } }catch(InterruptedExceptione){ return; } } publicstaticvoidmain(String[]args){ PingPong2pp1=newPingPong2("ping",500); PingPong2pp2=newPingPong2("pong",1000); Threadt1=newThread(pp1); Threadt2=newThread(pp2); t1.start(); t2.start(); }}程序運行結果(每次可能不同)pingpongpingpongpingpingpongpingpingpongping…練習線程的創(chuàng)立分別用兩種方法創(chuàng)立線程：〔1〕繼承Thread類，要求線程體輸出“由繼承Thread類創(chuàng)立線程?！薄?〕實現(xiàn)Runnable接口，要求線程體輸出“由實現(xiàn)Runnable接口創(chuàng)立線程?！庇衫^承Thread類創(chuàng)立線程的方法簡單方便，可以直接操作線程，無需使用Thread.currentThread()。但不能再繼承其他類；使用Runnable接口方法可以將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。2.3兩種方法的比較3.線程棧模型與線程的變量要理解線程調度的原理，以及線程執(zhí)行過程，必須理解線程棧模型。線程棧是指某時刻時內存中線程調度的棧信息，當前調用的方法總是位于棧頂。

3.線程棧模型與線程的變量當程序執(zhí)行到t.start()時，程序多出一個分支〔增加了一個調用棧B〕，這樣，棧A、棧B并行執(zhí)行。例5Join的應用classMyRunnableimplementsRunnable{ Stringname; MyRunnable(Stringstr){ name=str; } publicvoidrun(){//Runnable接口中方法 for(inti=0;i<=10;i++) System.out.println(name+""+i); } publicstaticvoidmain(String[]args)throwsInterruptedException{ MyRunnablemyr=newMyRunnable("myThread"); Threadt=newThread(myr);//創(chuàng)立線程 t.start();//啟動 t.join(); System.out.println("run()方法執(zhí)行完后線程狀態(tài):"+t.isAlive()); }}舉例:創(chuàng)立線程,求兩個數(shù)之間所有整數(shù)之和classSumThreadextendsThread{ intvar1,var2; longsum; SumThread(inti1,inti2){ var1=i1; var2=i2; } longgetSum(){ returnsum; } publicvoidrun(){//run()方法

for(inti=var1;i<=var2;i++) sum+=i; }}publicclassThread3{ publicstaticvoidmain(String[]args)throwsException{ SumThreadst=newSumThread(1,1000); st.start(); System.out.println(st.getSum());

}}結果：0classSumThreadextendsThread{ intvar1,var2; longsum; SumThread(inti1,inti2){ var1=i1; var2=i2; } longgetSum(){ returnsum; } publicvoidrun(){//run()方法

for(inti=var1;i<=var2;i++) sum+=i; }}publicclassThread3{ publicstaticvoidmain(String[]args)throwsException{ SumThreadst=newSumThread(1,1000); st.start(); st.join();//主線程main等待st線程結束

System.out.println(st.getSum()); }}結果：500500改進版本4.線程的生命周期新建死亡新建狀態(tài)：當一個線程類實例被創(chuàng)立時，線程處于新建狀態(tài)，此時的線程已經被初始化，并分配了資源 例如：ThreadmyThread=newMyThreadClass();就緒狀態(tài)：已具備運行條件，進入線程隊列，排隊等待CPU。一旦獲得CPU使用權，就可進入運行狀態(tài) 例如：myThread.start();運行狀態(tài)：當處于就緒狀態(tài)的線程被調度獲得CPU資源時，就進入了運行狀態(tài)。定義在線程體中的run()方法被調用，從方法體的第一條語句開始順序執(zhí)行；阻塞狀態(tài)：處于運行狀態(tài)的線程因事件的發(fā)生，而導致讓出CPU使用權，并終止當前執(zhí)行，進行阻塞狀態(tài)。線程的生命周期有五種狀態(tài)： 線程由運行狀態(tài)進入阻塞狀態(tài)包含以下幾種情況：調用了該線程的sleep()方法。等待其休眠指定時間之后，自動脫離阻塞狀態(tài)；等待I/O操作完成。一旦I/O操作完成，系統(tǒng)自己調用特定的指令使該線程恢復可運行狀態(tài)；調用wait()方法。調用notify()或notifyAll()方法可回到運行狀態(tài)；調用suspend()方法。調用resume()方法可恢復線程的執(zhí)行；死亡狀態(tài)：線程通過以下兩種途徑進入死亡狀態(tài)：自然終止：正常運行run()方法后終止；異常終止：調用stop()方法讓一個線程終止運行。sleep()：使一個線程在特定時間休眠，具體格式：publicstaticvoidsleep(longmillisec);(單位:毫秒)publicstaticvoidsleep(longmillisec,intnanosec);

(后一參數(shù)的單位:納秒)yield()：將CPU讓予其它線程。這將導致正在運行的線程暫時停止，允許其他線程運行；正在休眠或等待的線程可通過調用interrupt()方法中斷，這會導致拋出一個interruptedException異常；通過isInterrupted()方法，可以了解一個線程是否被中斷；join()：調用某線程的該方法，將當前線程與該線程“合并”，即等待該線程結束，再恢復當前線程的運行。5.線程的根本控制例6代碼：//線程喚醒的例子publicclassThreadInterruptDemoextendsThread{ publicvoidrun(){ System.out.println("休息,勿擾!"); try{ sleep(3600000); }catch(InterruptedExceptione){ System.out.println("啊,誰叫醒我的?"); } } publicstaticvoidmain(Stringargs[]){

ThreadInterruptDemot=newThreadInterruptDemo(); t.start(); errupt();//喚醒線程 }}程序運行結果休息,勿擾!啊,誰叫醒我的?例7代碼：//線程的join()方法publicclassThreadJoinDemoextendsThread{ publicstaticvoidmain(Stringargs[]){

MyRunnermyr=newMyRunner(); Threadt=newThread(myr); t.start(); try{

t.join(); }catch(InterruptedExceptione){ } for(inti=0;i<5;i++){ System.out.println("主線程:"+i); } }}classMyRunnerimplementsRunnable{

publicvoidrun(){ for(inti=0;i<5;i++) System.out.println("子線程:"+i); }}程序運行結果子線程:0子線程:1子線程:2子線程:3子線程:4主線程:0主線程:1主線程:2主線程:3主線程:4//例8線程狀態(tài)轉換publicclassThreadStatusDemo{ publicstaticvoidmain(Stringargs[]){ MyRunnerr=newMyRunner(); Threadt=newThread(r);//新建狀態(tài) t.start();//啟動狀態(tài) }}classMyRunnerimplementsRunnable{

publicvoidrun(){//運行狀態(tài) for(inti=0;i<20;i++){ if(i%5==0&&i!=0){ try{ Thread.sleep(3000);//阻塞狀態(tài) }catch(InterruptedExceptione){ } } System.out.println("No."+i);//運行狀態(tài) } }}程序運行結果(當為5的倍數(shù)時休眠3秒鐘)No.0No.1No.2No.3No.4No.5No.6……No.18No.19線程可以劃分為兩種類型：用戶線程(第1種)由用戶〔程序員〕創(chuàng)立在前臺執(zhí)行當用戶線程運行時，JVM不會退出但在所有用戶線程都執(zhí)行完畢時，JVM將終止所有守護線程(包括垃圾收集器)，然后退出主線程是用main()方法創(chuàng)立的6.線程的類型守護線程(第2種)：是為其它線程提供效勞的線程，它一般應該是一個獨立的線程，它的run()方法是一個無限循環(huán)；它們通常在后臺執(zhí)行，例如：定時器、垃圾回收器都是守護線程；某些用戶創(chuàng)立的線程會通過調用setDaemon()方法在后臺運行。使用守護線程的本卷須知：(1)thread.setDaemon(true)必須在thread.start()之前設置，否那么會跑出一個IllegalThreadStateException異常。不能把正在運行的常規(guī)線程設置為守護線程。

(2)在Daemon線程中產生的新線程也是Daemon的。

(3)局部任務不適合分配給Daemon來進行效勞，比方IIO讀寫。

例9代碼：//守護線程的例子publicclassDaemonThreadextendsThread{

publicvoidrun(){ while(true){ System.out.println("守護線程正在運行..."); } } publicstaticvoidmain(Stringargs[]){

DaemonThreaddt=newDaemonThread(); dt.setDaemon(true);//設置為后臺線程 dt.start(); }}程序運行結果守護線程正在運行...守護線程正在運行...守護線程正在運行...守護線程正在運行...守護線程正在運行...…...問題：該線程最終能否自動終止？例10代碼：//文件輸出的守護線程任務importjava.io.*;classTestRunnableimplementsRunnable{publicvoidrun(){try{Thread.sleep(1000);//守護線程阻塞1秒后運行

Filef=newFile(“F://daemon.txt");FileOutputStreamos=newFileOutputStream(f,true);os.write("daemon".getBytes());}catch(IOExceptione1){e1.printStackTrace();}catch(InterruptedExceptione2){e2.printStackTrace();}}}例10代碼〔續(xù)〕：publicclassTestDemo2{publicstaticvoidmain(String[]args)throwsInterruptedException{Runnabletr=newTestRunnable();Threadthread=newThread(tr);