java多线程教学讲解课件

多线程机制1.1Java多线程机制（概念掌握，理解性内容）1.2多线程的实现方法（重点及难点）1.3多线程状态及调度（重点）1.4线程同步1.5线程通信多线程机制1.1Java多线程机制（概11.1Java多线程机制1.1.1线程的基本概念线程的概念：线程就是应用程序中的一个可执行线索，多线程就是同一个应用程序中有多个可执行线索，它们可以并发执行。

为什么要有多线程？线程与进程的区别：可否独立运行？内存空间？1.1Java多线程机制1.1.1线程的基本概念2多线程机制一个建立线程的例子：publicclassSimpleRunnableimplementsRunable{ privateStringmessage; publicstaticvoidmain(Stringargs[]){ SimpleRunnabler1=newSimpleRunnable("Hello"); Threadt1=newThread(r1); t1.start(); } publicSimpleRunnable(Stringmessage){ this.message=message; } publicvoidrun(){ for(;;){ System.out.println(message); }}线程开始执行时，它在publicvoidrun()方法中执行。该方法是定义的线程执行起点，像应用程序从main()开始一样。首先main()方法构造SimpleRunnable类的实例。实例有自己的一个String数据,初始化为"Hello"。由实例传入Thread类构造器，这是线程运行时处理的数据。执行的代码是实例方法run()。多线程机制一个建立线程的例子：publicclassSi31.2多线程的实现方法重点与要点：两种实现方法创建Thread子类生成一个类，声明实现Runnable接口1.2多线程的实现方法重点与要点：4创建Thread类的子类用这种方法生成新线程，可以按以下步骤进行：生成Thread类的子类。classMyThreadextendsThread在子类中重写run()方法。publicvoidrun()生成子类的对象，并且调用start()方法启动新线程。MyThreadthread=newMyThread();thread.start();start()方法将调用run()方法执行线程。创建Thread类的子类用这种方法生成新线程，可以按以下步骤5实现Thread子类方法的多线程示例classFirstThreadextendsThread{publicvoidrun(){try{System.out.println("Firstthreadstartsrunning."); for(inti=0;i<6;i++){ System.out.println("First"+i);sleep(1000);}System.out.println("Firstthreadfinishesrunning.");}catch(InterruptedExceptione){}}}实现Thread子类方法的多线程示例classFirstT6实现Thread子类方法的多线程示例classSecondThreadextendsThread{publicvoidrun(){try{System.out.println("\tSecondthreadstartsrunning."); for(inti=0;i<6;i++){ System.out.println("\tSecond"+i); sleep(1000);}System.out.println("\tSecondthreadfinishesrunning");}catch(InterruptedExceptione){}}}实现Thread子类方法的多线程示例classSecond7实现Thread子类方法的多线程示例publicclassThreadTest1{publicThreadTest1(){ FirstThreadfirst=newFirstThread(); SecondThreadsecond=newSecondThread(); first.start();second.start(); } publicstaticvoidmain(String[]args){ newThreadTest1(); }}结果为： Firstthreadstartsrunning. First0 Secondthreadstartsrunning. Second0 First1 Second1 First2 Second2 First3 Second3 First4 Second4 First5 Second5 Firstthreadfinishesrunning.Secondthreadfinished.实现Thread子类方法的多线程示例publicclass8Thread子类线程小结(加深理解)需要深入理解线程的run()以及start()方法:start()方法将调用run()方法执行线程。run()方法就是新线程完成具体工作的地方。注意通过对比加深了解:

程序的入口，main()方法。线程的入口，run()方法。Applet的入口，init()方法。Thread子类线程小结(加深理解)需要深入理解线程的run9创建线程的方式run方法是运行线程的主体,启动线程时,由java直接调用publicvoidrun()停止线程,由小应用程序的stop调用线程的stopthread.stop()sleep方法的作用,暂停线程的执行,让其它线程得到机会,sleep要丢出异常,必须捕获。Try{sleep(100)}catch(InterruptedExceptione){}

创建线程的方式run方法是运行线程的主体,启动线程时,由ja101.２多线程实现方法2．实现Runnable接口什么是Runnable接口?

Runnable是java.lang包中的一个接口。定义了创建和执行线程的功能。定义了run()方法，完成具体任务的地方。1.２多线程实现方法2．实现Runnable接口11实现Runnable接口实现Runnable接口的主要步骤：定义一个类实现Runnable接口，

classFirstThreadimplementsRunnable并且在该类中实现run()方法。 publicvoidrun()生成这个类的对象。

FirstThreadfirst=newFirstThread();用Thread(Runnabletarget)构造函数生成Thread对象，然后调用start()方法启动线程。

Threadthread1=newThread(first); thread1.start();实现Runnable接口实现Runnable接口的主要步骤：12实现Runnable接口多线程示例classFirstThreadimplementsRunnable{publicvoidrun(){try{System.out.println("Firstthreadstartsrunning.");for(inti=0;i<6;i++){System.out.println("First"+i);Thread.sleep(1000);}System.out.println("Firstthreadfinishesrunning.");}catch(InterruptedExceptione){}}}classSecondThreadimplementsRunnable{publicvoidrun(){try{System.out.println("\tSecondthreadstartsrunning.");for(inti=0;i<6;i++){System.out.println("\tSecond"+i);Thread.sleep(1000);}System.out.println("\tSecondthreadfinished.");}catch(InterruptedExceptione){}}}实现Runnable接口多线程示例classFirstTh13实现Runnable接口多线程示例publicclassRunTest{publicRunTest(){ FirstThreadfirst=newFirstThread(); SecondThreadsecond=newSecondThread();Threadthread1=newThread(first);Threadthread2=newThread(second);thread1.start();thread2.start();}publicstaticvoidmain(String[]args){newRunTest();}}结果为： Firstthreadstartsrunning. First0 Secondthreadstartsrunning. Second0 First1 Second1 First2 Second2 First3 Second3 First4 Second4 First5 Second5 Firstthreadfinishesrunning.Secondthreadfinished.实现Runnable接口多线程示例publicclass14两种多线程实现方法

之对比相同点：都可以实现多线程不同点：灵活性：Runnable接口较灵活。应用范围：Runnable>Thread类的子类。两种多线程实现方法之对比相同点：151.3多线程状态及调度

1．线程的状态

具有四种状态：新生态：已分配内在，未高度

可执行态：start()

阻塞态

停止态：stop()

1.3多线程状态及调度1．线程的状态16线程状态四种状态的相关概念生命周期如下：1．新建：当一个Thread类或其子类的对象被创建后，进入这个状态。这时，线程对象已被分配内存空间，其私有数据已被初始化，但该线程还未被调度，可用start()方法调度，或用stop()方法中止。新生线程一旦被调度，就将切换到可执行状态。线程状态四种状态的相关概念生命周期如下：17线程状态2．可运行： 处于可执行环境中，随时可以被调度而执行。它可细分为两个子状态：运行状态，已获得CPU，正在执行；就绪状态，只等待处理器资源。

这两个子状态的过渡由执行调度器来控制。3．阻塞： 由某种原因引起线程暂停执行的状态。线程状态2．可运行：18线程状态4．死亡：线程执行完毕或另一线程调用stop()方法使其停止时，进入这种停止状态。它表示线程已退出可运行状态，并且不再进入可运行状态。线程状态4．死亡：191.3.2线程优先级及调度

问题：线程为什么需要调度？为什么引入优先级？

应用程序中的多个线程能够并发执行，但从系统的内部来看，所有线程仍然是串行的一个一个地执行，那么如何来决定哪一个线程先执行，哪一个线程后执行呢？Java引入了优先级的概念，优先级就是线程获得CPU而执行的优先程度，优先级越高，获得CPU的权力越大，执行的机会越多，执行的时间也越长。1.3.2线程优先级及调度问题：线程为什么需要调度？为什20线程优先级Java把优先级划分为10级，用1至10的整数表示，数值越大，优先级越高。在Thread类中定义了三个优先级常量：MIN_PRIORITY,MAX_PRIORITY和NORM_PRIORITY，其值分别为1,10,5。在为线程分配优先级时，其值应该在1至10之间，否则将出错。如果应用程序没有为线程分配优先级，则Java系统为其赋值为NORM_PRIORITY。线程优先级Java把优先级划分为10级，用1至10的整数表示21线程调度原则调度就是分配CPU资源，确定线程的执行顺序。Java采用抢占式调度方式，即高优先级线程具有剥夺低优先级线程执行的权力。如果一个低优先线程正在执行，这时出现一个高优先级线程，那么低优先级线程就只能停止执行，放弃CPU，推回到等待队列中，等待下一轮执行，而让高优先级线程立即执行。如果线程具有相同的优先级，则按"先来先服务"的原则调度。线程调度原则调度就是分配CPU资源，确定线程的执行顺序。22线程调度原则问题：如果高优先级抢占了低优先级的线程后，一直占据CPU，低优先级的线程如何获得控制权？有两个方法可以改变这种现象：一是调用sleep()方法，暂时进入睡眠状态，从而让出CPU，使有相同优先级线程和低优先级线程有执行的机会。二是调用yield()而放弃CPU，这时和它有相同优先级的线程就有执行的机会。线程调度原则问题：如果高优先级抢占了低优先级的线程后，一直占231.3.3线程的控制必须了解Java程序的线程结构：每个Java程序都有一个缺省的主线程：Application，主线程是main方法执行的线索；Applet，主线程指挥浏览器加载并执行Java小程序。要想实现多线程，必须在主线程中创建新的线程对象。1.3.3线程的控制必须了解Java程序的线程结构：24线程的状态转换图阻塞死亡可运行suspend()sleep()wait()I/Oblockingresume()sleeptime_outnotify()I/Ofinished新建new语句start()Stop()Stop()Stop()线程的状态转换图阻塞死亡可运行suspend()resume25线程控制方法Thread类定义了许多控制线程执行的方法。▼程序中经常使用下面的方法，对线程进行控制：start()：用于调用run()方法使线程开始执行。stop()：立即停止线程执行，其内部状态清零，放弃占用资源。suspend()：暂停线程执行。线程的所有状态和资源保持不变，以后可以通过另一线程调用resume()方法来重新启动这个线程。线程控制方法Thread类定义了许多控制线程执行的方法。▼26线程控制方法resume()：恢复暂停的线程，安排暂停线程执行。sleep()：调整Java执行时间，所需参数是指定线程的睡眠时间，以毫秒为单位。join()：调用线程等待本线程执行结束。yield()：暂停调度线程并将其放在等待队列末尾，等待下一轮执行，使同优先级的其它线程有机会执行。线程控制方法resume()：恢复暂停的线程，安排暂停线程执27线程控制方法isAlive()：判断线程目前是否正在执行状态中线程处于“新建”状态时，线程调用方法返回false。当一个线程调用start（）方法，并占有CUP资源后，该线程的run方法就开始运行，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isAlive()方法返回true。当线程进入“死亡”状态后（实体内存被释放），线程仍可以调用方法isAlive（），这时返回的值是false。线程控制方法isAlive()：判断线程目前是否正在执行状态281.4线程同步为什么需要线程同步？多线程提高了程序的并发度，但是有时候是不安全的或者不合逻辑的。则需要多线程同步。线程同步是多线程编程的一个相当重要的技术。多线程同步控制机制：保证同一时刻只有一个线程访问数据资源。同步锁：Java用锁标志的手段，对被访问的数据进行同步限制，从而实现对数据的保护。把所有被保护资源都加上锁标志，线程必须取得锁标志才能访问被保护的资源。1.4线程同步为什么需要线程同步？29线程同步在Java中，使用修饰符synchronized来为被保护资源加锁。synchronized只能用来说明方法和代码段，不能用它来说明类和成员变量。用synchronized修饰的方法和代码段称为方法同步和代码段同步，它意味着同一时刻该方法或代码段只能被一个线程执行，其它想执行该方法或代码段的线程必须等待。方法同步仅在该方法前加上synchronized修饰符即可。线程同步在Java中，使用修饰符synchronized来为30线程同步同步操作是以牺牲CPU资源为代价的。正确使用同步可以减少线程间的相互干扰，提高程序的稳定性和可靠性。Java程序中多个线程可以通过消息来实现互动联系的，通常可以用notify()或notifyAll()方法唤醒其它一个或所有线程。使用wait()方法来使该线程处于阻塞状态，等待其它的线程用notify()唤醒。线程同步同步操作是以牺牲CPU资源为代价的。31wait方法和notify方法是Java同步机制中重要的组成部分。结合与synchronized关键字使用，可以建立很多优秀的同步模型。同步分为类级别和对象级别，分别对应着类锁和对象锁。如果static的方法被synchronized关键字修饰，则在这个方法被执行前必须获得类锁。对象锁类似。wait方法和notify方法是Java同步机制中重要的组成32wait和notify的应用示例importjava.lang.Runnable;importjava.lang.Thread;classTestThreadextendsThread{ privateinttime=0; publicTestThread(Runnabler,Stringname){ super(r,name); } publicintgetTime(){returntime;} publicintincreaseTime(){return++time;}}publicclassDemoThreadimplementsRunnable{ publicDemoThread(){ TestThreadtestthread1=newTestThread(this,"1"); TestThreadtestthread2=newTestThread(this,"2"); testthread2.start(); testthread1.start(); } publicstaticvoidmain(String[]args){ newDemoThread(); }wait和notify的应用示例impo