java面向对象程序设计第2版第15章-java多线程机制.ppt

《java面向对象程序设计第2版第15章-java多线程机制.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《java面向对象程序设计第2版第15章-java多线程机制.ppt（18页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、2023/1/28Java面向对象程序设计面向对象程序设计第第2 2版版第第15章章配合第2版 例子源代码一起使用例子源代码一起使用Power point 制作：耿祥义 张跃平Java多线程机制 2023/1/28主要内容主要内容Java中的线程中的线程Thread子类创建线程子类创建线程使用使用Runnable接口接口线程的常用方法线程的常用方法GUI线程线程线程同步线程同步在同步方法中使用在同步方法中使用wait()、notify 和和notifyAll()方法方法计时器线程计时器线程线程联合线程联合守护线程守护线程难点难点线程同步线程同步导读导读2023/1/28多多线线程程是是指指同同

2、时时存存在在几几个个执执行行体体，按按几几条条不不同同的的执执行行线线索索共共同同工工作作的的情情况况，它它使使得得编编程程人人员员可可以以很很方方便便地地开开发发出出具具有有多多线线程程功功能能、能能同同时时处处理理多多个个任任务务的的功功能能强强大的应用程序。大的应用程序。Java虚虚拟拟机机（JVM）负负责责管管理理这这些些线线程程，这这些些线线程程将将被被轮轮流流执执行行，使使得得每每个个线线程都有机会使用程都有机会使用CPU资源。资源。概述概述2023/1/2815.1 JavaJava中的线程中的线程 15.1.1 程序、进程与线程程序、进程与线程 程程序序是是一一段段静静态态的的

3、代代码码，它是应用软件执行的蓝本。它是应用软件执行的蓝本。进进程程是是程程序序的的一一次次动动态态执执行行过过程程，它它对对应应了了从从代代码码加加载载、执执行行至至执执行行完完毕毕的的一一个个完完整整过过程程，这这个个过过程程也也是是进进程程本本身身从从产产生生、发发展展至至消消亡亡的过程。的过程。线线程程是是比比进进程程更更小小的的执执行行单位。单位。2023/1/2815.1.2 线程的状态与生命周期线程的状态与生命周期 建建的的线线程程在在它它的的一一个个完完整整的的生生命命周周期期中中通通常常要要经经历历如如下下的的四四种种状态：状态：1新新建建:当当一一个个Thread类类或或其其

4、子子类类的的对对象象被被声声明明并并创创建建时时，新新生生的的线线程程对对象象处于新建状态。处于新建状态。2运运行行:线线程程必必须须调调用用startstart（）方方法法（从从父父类类继继承承的的方方法法）通通知知JVMJVM，这这样样JVMJVM就就会会知知道道又又有有一一个个新新一一个个线线程程排排队队等等候候切切换换了了。一一旦旦轮轮到到它它来来享享用用CPUCPU资资源时，此线程的就可以脱离创建它的主线程独立开始自己的生命周期了。源时，此线程的就可以脱离创建它的主线程独立开始自己的生命周期了。3中断中断:有有4 4种原因的中断：种原因的中断：JVMJVM将将CPUCPU资资源源从从

5、当当前前线线程程切切换换给给其其他他线线程程，使使本本线线程程让让出出CPUCPU的的使使用用权权处于中断状态。处于中断状态。线线程程使使用用CPUCPU资资源源期期间间，执执行行了了sleep(int sleep(int millsecond)millsecond)方方法法，使使当当前前线线程进入休眠状。程进入休眠状。线程使用线程使用CPUCPU资源期间，执行了资源期间，执行了wait()wait()方法。方法。线程使用线程使用CPUCPU资源期间，执行某个操作进入阻塞状态。资源期间，执行某个操作进入阻塞状态。4死亡死亡:处于死亡状态的线程不具有继续运行的能力。线程释放了实体。处于死亡状态的

6、线程不具有继续运行的能力。线程释放了实体。例题例题15-12023/1/2815.1.3 线程调度与优先级线程调度与优先级 处处于于就就绪绪状状态态的的线线程程首首先先进进入入就就绪绪队队列列排排队队等等候候CPU资资源源，同同一一时时刻刻在在就就绪绪队队列列中中的的线线程程可可能能有有多多个个。Java虚虚拟拟机机（JVM）中中的的线线程程调调度度器器负负责责管管理理线线程程，调调度度器器把把线线程程的的优优先先级级分分为为10个个级别，分别用级别，分别用Thread类中的类常量表示。类中的类常量表示。Java调调度度器器的的任任务务是是使使高高优优先先级级的的线线程程能能始始终终运运行行，

7、一一旦旦时时间间片片有有空空闲闲，则则使使具具有有同同等等优优先先级级的的线线程程以以轮轮流流的的方方式式顺顺序序使使用用时时间片。间片。2023/1/2815.2 ThreadThread的子类创建线程的子类创建线程 在编写Thread类的子类时，需要重写父类的run()方法，其目的是规定线程的具体操作，否则线程就什么也不做，因为父类的run()方法中没有任何操作语句。例题例题15-22023/1/2815.3使用使用RunnableRunnable接口接口 RunnableRunnable接口与目标对象接口与目标对象 创创建建线线程程的的另另一一个个途途径径就就是是用用ThreadThre

8、ad类类直直接接创创建建线线程程对对象象。使使用用ThreadThread创建线程对象时，通常使用的构造方法是：创建线程对象时，通常使用的构造方法是：ThreadThread（Runnable targetRunnable target）;该构造方法中的参数是一个该构造方法中的参数是一个RunnableRunnable类型的接口类型的接口。在在创创建建线线程程对对象象时时必必须须向向构构造造方方法法的的参参数数传传递递一一个个实实现现RunnableRunnable接接口口类类的的实实例例，该该实实例例对对象象称称作作所所创创线线程程的的目目标标对对象象，当当线线程程调调用用start()st

9、art()方方法法后后，一一旦旦轮轮到到它它来来享享用用CPUCPU资资源源，目目标标对对象就会自动调用接口中的象就会自动调用接口中的run()run()方法（接口回调）。方法（接口回调）。例题例题15-32023/1/2815.3.2 关于关于runrun方法中的局部变量方法中的局部变量 对对于于具具有有相相同同目目标标对对象象的的线线程程，当当其其中中一一个个线线程程享享用用CPU资资源源时时，目目标标对对象象自自动动调调用用接接口口中中的的run方方法法，这这时时，run方方法法中中的的局局部部变变量量被被分分配配内内存存空空间间，当当轮轮到到另另一一个个线线程程享享用用CPU资资源源时

10、时，目目标标对对象象会会再再次次调调用用接接口口中中的的run方方法法，那那么么，run()方方法法中中的的局局部部变变量量会会再再次次分分配内存空间。配内存空间。例题例题15-42023/1/2815.3.3 在线程中启动其它线程在线程中启动其它线程 线线程程通通过过调调用用start()start()方方法法将将启启动动该该线线程程，使使之之从从新新建建状状态态进进入入就就绪绪队队列列排排队队，一一旦旦轮轮到到它它来来享享用用CPUCPU资资源源时时，就就可可以以脱脱离离创创建建它它的的主主线线程程独独立立开开始始自自己己的的生生命命周周期了。期了。可以在任何一个线程中启动另外一个线程。可

11、以在任何一个线程中启动另外一个线程。例题例题15-52023/1/2815.4 线程的常用方法线程的常用方法 1start()：线程调用该方法将启动线程，使之从新建状态进入就绪线程调用该方法将启动线程，使之从新建状态进入就绪队列排队，一旦轮到它来享用队列排队，一旦轮到它来享用CPUCPU资源时，就可以脱离创建它的线程独立开资源时，就可以脱离创建它的线程独立开始自己的生命周期了。始自己的生命周期了。2run():Thread类类的的run()方方法法与与Runnable接接口口中中的的run()方方法法的的功功能能和和作作用用相相同同，都都用用来来定定义义线线程程对对象象被被调调度度之之后后所所

12、执执行行的的操操作作，都都是是系系统统自自动动调用而用户程序不得引用的方法。调用而用户程序不得引用的方法。3sleep(int millsecond):优先级高的线程可以在它的优先级高的线程可以在它的run()方法中调方法中调用用sleep方法来使自己放弃方法来使自己放弃CPU资源，休眠一段时间。资源，休眠一段时间。4isAlive():线程处于线程处于“新建新建”状态时，线程调用状态时，线程调用isAlive()方法返回方法返回false。在线程的在线程的run()方法结束之前，即没有进入死亡状态之前，线程调用方法结束之前，即没有进入死亡状态之前，线程调用isAlive()方法返回方法返回t

13、rue。例题例题15-6 5currentThread():该方法是该方法是Thread类中的类方法，可以用类名调类中的类方法，可以用类名调用，该方法返回当前正在使用用，该方法返回当前正在使用CPU资源的线程。资源的线程。6interrupt()：一个占有一个占有CPU资源的线程可以让休眠的线程调用资源的线程可以让休眠的线程调用interrupt()方法方法“吵醒吵醒”自己，即导致休眠的线程发生自己，即导致休眠的线程发生InterruptedException异常，异常，从而结束休眠，重新排队等待从而结束休眠，重新排队等待CPU资源。资源。例题例题15-72023/1/2815.5 GUIGU

14、I线程线程 当当JavaJava程程序序包包含含图图形形用用户户界界面面（GUIGUI）时时，JavaJava虚虚拟拟机机在在运运行行应应用用程程序序时时会会自自动动启启动动更更多多的的线线程程，其其中中有有两两个个重重要要的的线线程程：AWT-EventQuecueAWT-EventQuecue和和AWT-WindowsAWT-Windows。AWT-EventQuecueAWT-EventQuecue线线 程程 负负 责责 处处 理理 GUIGUI事事 件件，AWT-AWT-WindowsWindows线程负责将窗体或组件绘制到桌面。线程负责将窗体或组件绘制到桌面。例题例题15-8，例题，

15、例题15-92023/1/2815.6 线程同步线程同步 在在处处理理多多线线程程问问题题时时，我我们们必必须须注注意意这这样样一一个个问问题题：当当两两个个或或多多个个线线程程同同时时访访问问同同一一个个变变量量，并并且且一一个个线线程程需需要要修修改改这这个变量。我们应对这样的问题作出处理。个变量。我们应对这样的问题作出处理。在在处处理理线线程程同同步步时时，要要做做的的第第一一件件事事就就是是要要把把修修改改数数据据的的方法方法用关键字用关键字synchronizedsynchronized来修饰来修饰。所所 谓谓 线线 程程 同同 步步 就就 是是 若若 干干 个个 线线 程程 都都

16、需需 要要 使使 用用 一一 个个synchronizedsynchronized修饰的方法。修饰的方法。例题例题15-10 2023/1/2815.7 在同步方法中使用在同步方法中使用wait()wait()、notify notify 和和otifyAll()otifyAll()方法方法 wait()wait()方方法法可可以以中中断断方方法法的的执执行行，使使本本线线程程等等待待，暂暂时时让让出出CPUCPU的使用权，并允许其它线程使用这个同步方法。的使用权，并允许其它线程使用这个同步方法。notifyAll()notifyAll()方方法法通通知知所所有有的的由由于于使使用用这这个个同

17、同步步方方法法而而处处于于等等待待的的线线程程结结束束等等待待。曾曾中中断断的的线线程程就就会会从从刚刚才才的的中中断断处处继继续续执行这个同步方法，并遵循执行这个同步方法，并遵循“先中断先继续先中断先继续”的原则。的原则。notify()notify()方方法法只只是是通通知知处处于于等等待待中中的的线线程程的的某某一一个个结结束束等等待。待。例题例题15-11,例题例题15-122023/1/2815.8 计时器线程计时器线程Timer Timer 当当某某些些操操作作需需要要周周期期性性地地执执行行，就就可可以以使使用用计时器。计时器。TimerTimer类的构造方法：类的构造方法：Ti

18、mer(int a,Object b);Timer(int a,Object b);计时器发生的震铃事件是计时器发生的震铃事件是ActinEventActinEvent类型事件。类型事件。相关方法：相关方法：start()start()启动计时器，即启动线程。启动计时器，即启动线程。stop()stop()停止计时器，即挂起线程。停止计时器，即挂起线程。restart()restart()重新启动计时器，即恢复线程。重新启动计时器，即恢复线程。例题例题15-13 2023/1/2815.9 线程联合线程联合 一个线程A在占有CPU资源期间，可以让其它线程调用join（）和本线程联合，如：B.j

19、oin();B.join();我们称A在运行期间联合了B。例题例题15-142023/1/2815.10 守护线程守护线程 线程默认是非守护线程，非守护线程也称作用户（user）线程。一个线程调用void void setDaemon(boolean setDaemon(boolean on)on)方法可以将自己设置成一个守护（Daemon）线程，例如：thread.setDaemon(true);thread.setDaemon(true);例题例题15-152023/1/2815.11 小结小结 1线线程程是是比比进进程程更更小小的的执执行行单单位位。一一个个进进程程在在其其执执行行过过程

20、程中中，可可以以产产生生多多个个线线程程，形形成成多多条条执执行行线线索索，每每条条线线索索，即即每每个个线线程程也也有有它它自自身身的的产产生生、存存在在和和消亡的过程，也是一个动态的概念。消亡的过程，也是一个动态的概念。2Java虚虚拟拟机机（JVM）中中的的线线程程调调度度器器负负责责管管理理线线程程，在在采采用用时时间间片片的的系系统统中中，每每个个线线程程都都有有机机会会获获得得CUP的的使使用用权权。当当线线程程使使用用CUP资资源源的的时时间间到到时时后后，即即使使线线程程没没有有完完成成自自己己的的全全部部操操作作，Java调调度度器器也也会会中中断断当当前前线线程程的的执执行

21、行，把把CUP的的使使用用权权切切换换给给下下一一个个排排队队等等待待的的线线程程，当当前前线线程程将将等等待待CUP资资源源的的下一次轮回，然后从中断处继续执行。下一次轮回，然后从中断处继续执行。3线线程程创创建建后后仅仅仅仅是是占占有有了了内内存存资资源源，在在JVM管管理理的的线线程程中中还还没没有有这这个个线线程程，此此线线程程必必须须调调用用start（）方方法法（从从父父类类继继承承的的方方法法）通通知知JVM，这这样样JVM就就会知道又有一个新一个线程排队等候切换了。会知道又有一个新一个线程排队等候切换了。4.线线程程同同步步是是指指几几个个线线程程都都需需要要调调用用同同一一个

22、个同同步步方方法法（用用synchronized修修饰饰的的方方法法）。一一个个线线程程在在使使用用的的同同步步方方法法中中时时，可可能能根根据据问问题题的的需需要要，必必须须使使用用wait()方方法法暂暂时时让让出出CPU的的使使用用权权，以以便便其其它它线线程程使使用用这这个个同同步步方方法法。其其它它线线程程如如果果在在使使用用这这个个同同步步方方法法时时如如果果不不需需要要等等待待，那那么么它它用用完完这这个个同同步步方方法法的的同同时时，应应当当执执行行notifyAll()方方法法通通知知所所有有的的由由于于使使用用这这个个同同步步方方法法而而处处于于等等待待的的线线程程结束等待。结束等待。