第6章Java的多线程.ppt

淮海工学院淮海工学院 计算机课程第6章Java的多线程 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望 淮海工学院淮海工学院 计算机课程6.1 线程的基本概念线程的基本概念1.程序、进程与线程的区别程序、进程与线程的区别线程是比进程更小的执行单位，线程是比进程更小的执行单位，一个进程在执行过程中可以一个进程在执行过程中可以产生多个线程，每个线程有自己的产生、存在、消亡的过程。产生多个线程，每个线程有自己的产生、存在、消亡的过程。线程间可以共享相同的内存单元线程间可以共享相同的内存单元，实现数据交换、实时通信，实现数据交换、实时通信和同步操作。和同步操作。进程是程序的一次动态执行过程进程是程序的一次动态执行过程（放电影），（放电影），对应着代码加载、对应着代码加载、执行到执行完毕的全过程。每一个进程都有自己独立的一块内执行到执行完毕的全过程。每一个进程都有自己独立的一块内存空间、一组系统资源。在进程概念中，每一个进程的内部数存空间、一组系统资源。在进程概念中，每一个进程的内部数据和状态都是完全独立的。据和状态都是完全独立的。程序是一段静态的代码，程序是一段静态的代码，是应用软件执行的蓝本是应用软件执行的蓝本（电影胶片）（电影胶片）。淮海工学院淮海工学院 计算机课程 2.Java的多线程的多线程Java内在支持多线程，内在支持多线程，它的所有类都是在多线程下它的所有类都是在多线程下定义的，定义的，Java利用多线程可以开发能同时处理多个利用多线程可以开发能同时处理多个任务的功能强大的应用程序。任务的功能强大的应用程序。Java程序通过程序通过流控制流控制来执行来执行程序流程序流，程序中单个顺程序中单个顺序的流控制称为线程序的流控制称为线程，多线程则指的是在单个程序多线程则指的是在单个程序中可以同时运行多个不同的线程，执行不同的任务中可以同时运行多个不同的线程，执行不同的任务。多线程意味着一个程序的多行语句可以看上去几乎多线程意味着一个程序的多行语句可以看上去几乎在同一时间内同时运行。在同一时间内同时运行。淮海工学院淮海工学院 计算机课程 4.使用多线程的好处：使用多线程的好处：使使UI交互的响应更块交互的响应更块充分利用多处理器系统充分利用多处理器系统简化建模简化建模执行异步和后台处理执行异步和后台处理 3.Java线程的组成线程的组成 由三部分组成由三部分组成:1）.虚拟的虚拟的CPU，封装在，封装在java.lang.Thread类中类中2）.CPU所执行的代码所执行的代码，传递给，传递给Thread类类3）.CPU所处理的数据所处理的数据，传递给，传递给Thread类类 淮海工学院淮海工学院 计算机课程Java中的线程多任务示意图中的线程多任务示意图操作系统 共享内存局部变量Java虚拟机应用程序2应用程序1线程1线程2线程3局部变量局部变量 淮海工学院淮海工学院 计算机课程6.2 线程的状态与生命周期线程的状态与生命周期新建新建其他阻塞其他阻塞终止终止运行运行等待阻塞等待阻塞对象锁阻塞对象锁阻塞可运行可运行start()sleep()时间到获得锁wait()scheduler()yield()sleep()或join()run()方法结束synchronizednotify()notifyAll()Interrupt()淮海工学院淮海工学院 计算机课程（1）创建状态）创建状态(new Thread)执行下列语句时，线程就处于创建状态：执行下列语句时，线程就处于创建状态：Thread myThread=new Thread();当一个线程处于创建状态时，它仅仅是一当一个线程处于创建状态时，它仅仅是一个空的线程对象，系统不为它分配资源。个空的线程对象，系统不为它分配资源。淮海工学院淮海工学院 计算机课程(2)可运行状态可运行状态(Runnable)Thread myThread=new Thread();myThread.start();当一个线程处于可运行状态时，系统为这个线程分当一个线程处于可运行状态时，系统为这个线程分配了它需的系统资源，这样该线程处于运行就绪状配了它需的系统资源，这样该线程处于运行就绪状态，系统中可以同时有多个线程处于态，系统中可以同时有多个线程处于Runnable 状态。状态。(3)运行状态（运行状态（Running）是线程占有是线程占有CPU并实际运行的状态。并实际运行的状态。淮海工学院淮海工学院 计算机课程(4)阻塞状态（阻塞状态（Blocked）阻塞状态也称为不可运行状态。因为某种原因（输入阻塞状态也称为不可运行状态。因为某种原因（输入/输输出、等待消息或其它阻塞情况），系统不能执行线程的状出、等待消息或其它阻塞情况），系统不能执行线程的状态。这时即使处理器空闲，也不能执行该线程。态。这时即使处理器空闲，也不能执行该线程。进入不可运行状态的原因有如下几条：进入不可运行状态的原因有如下几条：1)调用了调用了sleep（）方法，休眠时间到即进入可运行状（）方法，休眠时间到即进入可运行状态态;2)调用了调用了t.join（）方法（）方法,当当t线程结束或等待时间线程结束或等待时间 到即进入可运行状态；到即进入可运行状态；3)为等候一个条件变量，线程调用为等候一个条件变量，线程调用wait（）方法（）方法;4)输入输出流中发生线程阻塞输入输出流中发生线程阻塞;淮海工学院淮海工学院 计算机课程线程的终止一般可通过两种方法实现：线程的终止一般可通过两种方法实现：自然撤消自然撤消（线程执行完）（线程执行完）被停止被停止（调用（调用stop()方法）方法）目前不推荐通过调用目前不推荐通过调用stop()来终止线程的执行，来终止线程的执行，而是让线程执行完。而是让线程执行完。(5)死亡状态（死亡状态（Dead）使用线程时要注意线程的同步，可以用使用线程时要注意线程的同步，可以用synchronized来修饰那些不能被中途打扰的方法。来修饰那些不能被中途打扰的方法。淮海工学院淮海工学院 计算机课程6.3 在程序中实现多线程在程序中实现多线程1.创建用户自定义的一个线程子类创建用户自定义的一个线程子类 即即创建创建Thread类的子类类的子类,继承线程类继承线程类ThreadThread并重写其并重写其中的方法中的方法 runrun（），（），Thread类综合了类综合了Java程序中一个程序中一个线程需要拥有的属性和方法。线程需要拥有的属性和方法。由于由于JavaJava只支持单重继承，用这种方法定义的类不能再继承其只支持单重继承，用这种方法定义的类不能再继承其它父类。它父类。关键性操作步骤：关键性操作步骤：（1）定义用户线程的操作，）定义用户线程的操作，即定义用户线程的即定义用户线程的 run（）方法（）方法（2）在适当时候建立用户线程实例。）在适当时候建立用户线程实例。淮海工学院淮海工学院 计算机课程关于关于Thread类：类：(1)构造函数构造函数 public Thread()：创建一个系统线程类的对象。：创建一个系统线程类的对象。public Thread(Runnable target)：在上一个构造函数完在上一个构造函数完成的操作基础之上，利用参数对象成的操作基础之上，利用参数对象实现了实现了Runnable接接口的口的target对象中所定义的对象中所定义的run()方法，来初始化或覆盖新方法，来初始化或覆盖新创建的线程对象的创建的线程对象的run()方法。方法。public Thread(String ThreadName)：在第一个构造函数在第一个构造函数工作的基础上，为所创建的线程对象指定一个字符串名称工作的基础上，为所创建的线程对象指定一个字符串名称供以后使用。供以后使用。public Thread(Runnable target,String ThreadName)：实实现现，两构造函数的功能。两构造函数的功能。淮海工学院淮海工学院 计算机课程(2)线程优先级线程优先级 Thread类有三个有关线程优先级的静态常量：类有三个有关线程优先级的静态常量：MIN-PRIORITY 代表最小优先级，通常为代表最小优先级，通常为1；MAX-PRIORITY 代表最高优先级，通常为代表最高优先级，通常为10；NORM-PRIORITY 代表普通优先级，缺省数值为代表普通优先级，缺省数值为5（3）Thread类的常用方法类的常用方法 start()调用该方法启动线程调用该方法启动线程 run()线程被调度后执行的动作线程被调度后执行的动作 sleep(int millsecond)让线程放弃让线程放弃CUP资源休眠一段时间资源休眠一段时间 isAlive()判断线程是否处于存活状态判断线程是否处于存活状态 currentThread()返回当前正在使用返回当前正在使用CUP资源的线程资源的线程 interrupt()吵醒处于吵醒处于sleep状态的线程状态的线程 淮海工学院淮海工学院 计算机课程2.在用户自己的类中实现在用户自己的类中实现RunnableRunnable接口接口 即实现即实现RunnableRunnable接口的用户类必须实现其唯一的接口的用户类必须实现其唯一的方法方法runrun（）（）。一个实现了。一个实现了RunnableRunnable接口的类实际接口的类实际上定义了一个主线程之外的新线程的操作上定义了一个主线程之外的新线程的操作。实现接口实现接口RunnableRunnable的类仍然可以继承其它父类。的类仍然可以继承其它父类。关键性操作步骤：关键性操作步骤：定义定义run（）方法的具体内容（）方法的具体内容 当用户程序需要建立新线程时，只要当用户程序需要建立新线程时，只要以这个以这个实现了实现了run（）方法的（）方法的类为参数创建系统类类为参数创建系统类thread的对象的对象，就，就可以把用户实现的可以把用户实现的run（）方法继承过来。（）方法继承过来。淮海工学院淮海工学院 计算机课程关于关于Runnable接口：接口：Runnable接口接口只有一个方法只有一个方法run()，所有实现，所有实现Runnable接口的用户类都必须具体实现这个接口的用户类都必须具体实现这个run()方法，为它书写方法体并定义具体操作。方法，为它书写方法体并定义具体操作。Runnable接口中的这个接口中的这个run()方法是一个较特殊方法是一个较特殊的方法，它可以被运行系统自动识别和执行。当线的方法，它可以被运行系统自动识别和执行。当线程被调度并转入运行状态时，它所执行的就是程被调度并转入运行状态时，它所执行的就是run()方法中规定的操作。方法中规定的操作。淮海工学院淮海工学院 计算机课程实现多线程的两种方法的比较：实现多线程的两种方法的比较：1.使用使用Runnable接口接口1)可以将可以将CPU、代码和数据分开，形成清晰、代码和数据分开，形成清晰的模型的模型;2)还可以从其他类继承还可以从其他类继承;3)保持程序风格的一致性。保持程序风格的一致性。2.直接继承直接继承Thread类类1)不能再从其他类继承不能再从其他类继承;2)编写简单，可以直接操纵线程，无需使用编写简单，可以直接操纵线程，无需使用 Thread.currentThread()。淮海工学院淮海工学院 计算机课程6.4 线程应用实例线程应用实例Java中用线程实现动画中用线程实现动画 在在Java中实现动画一般都要用线程，一个线程是原来中实现动画一般都要用线程，一个线程是原来的主程序，一个线程处理动画（的主程序，一个线程处理动画（绘图绘图睡眠睡眠绘绘图图睡眠睡眠）1.动画程序的设计步骤动画程序的设计步骤（1）定义）定义Applet对象的同时定义对象的同时定义Runnable接口接口，以便，以便继承线程的继承线程的run（）方法。（）方法。在在Java中实现线程有两种方法：继承线程中实现线程有两种方法：继承线程thread类和实现类和实现Runnable接口。由于接口。由于Applet已经继承了已经继承了Applet类，而类，而Java不支持多重继承，所以只有通过实现不支持多重继承，所以只有通过实现Runnable接口来使用接口来使用线程。线程。例：例：public class TestAm extends Applet implements Runnable 淮海工学院淮海工学院 计算机课程（2）定义）定义Thread 对象，即动画线程对象，即动画线程 例：例：Thread runner;（3）在）在Applet对象的对象的start（）方法中创建一个动（）方法中创建一个动画线程并启动它，动画线程自动启动画线程并启动它，动画线程自动启动run（）方（）方法法。例：例：public void start()If(runner=null)runner=new Thread(this);runner.start();淮海工学院淮海工学院 计算机课程(4)在在Applet对象的对象的stop（）方法中终止动画线程（）方法中终止动画线程例：例：public void stop()If(runner!=null)runner=null;(5)利用利用run()方法控制动画的循环方法控制动画的循环 循环一次就调用一次循环一次就调用一次repaint（）方法绘制一幅图象，两次（）方法绘制一幅图象，两次循环之间要睡眠一段时间。循环之间要睡眠一段时间。例：例：public void run()while(条件条件)repaint();tryThread.sleep(2000);catch(InterruptedException e)(6)改写改写paint()方法，即在此方法中需根据变量来进方法，即在此方法中需根据变量来进行绘图行绘图