Java程序设计第七章

目录第一章Java与程序逻辑第二章面向对象程序设计基础第三章面向对象基本特性第四章常用对象使用第五章异常处理第六章I/O操作第七章多线程编程第八章Java的GUI可视界面编程第七章多线程编程21任务7.1创建多线程程序任务7.2多线程程序的同步任务7.1创建多线程程序4情境描述123问题分析解决方案知识总结5应用实践7.1.1情境描述为了提高大家的工作积极性，人事部门觉得在工资管理系统中增加情趣模块，为大家业余时间提供娱乐，在规定的时间内猜数字，通过猜中数字个数的高低来进行排名，此游戏为大家提供了放松的空间。为了完成猜数字游戏的核心功能，需要完成以下任务：1）多线程编程2）Java网络编程技术7.1.2问题分析猜数字游戏主要是通过服务器随机产生一个数，客户端用户通过猜一个数字，通过提示用户猜的数的大小给出猜得过大或者过小提醒用户，用户根据提醒再次猜新的数，最终达到猜中的目的。在给定的时间内，猜的数字个数越多，积分越高，本程序主要负责完成猜字核心功能，猜字的积分记录及时间控制问题，在此不涉及。7.1.3解决方案

1、打开Eclipse开发环境。2、创建包com.esms.thread包。3、在com.esms.thread包下创建类ServerApp，负责服务端程序。4、编写客户端用户猜字程序ClientApp.java。5、运行服务器端。6、运行客户端，进行猜字操作。7.1.4知识总结1.多线程概念线程是比进程更小的执行单位。一个进程在其执行过程中可以产生多个线程，形成多条执行线索。从运行角度看，每个线程也有其产生、存在和消亡的过程，也是一个动态的概念。多任务和多线程是两个不同的概念，多任务是指多进程，是指一个操作系统可以同时运行多个程序，即启动多个进程；而多线程是指一个程序中可以同时运行多个不同的线程来执行不同的任务，每个线程都是该程序内部的一个可执行代码序列。7.1.4知识总结2.Java多线程技术Java语言中定义的线程同样包括一个内存入口点地址、一个出口点地址以及能够顺序执行的代码序列，可以说线程就是程序内部的具有并发性的顺序代码流。Java语言中，线程通过java.lang.Thread类来实现，在该类中封装了虚拟的CPU来进行线程操作控制。一个Java程序启动后，就已经有一个线程在运行，可以通过调用Thread.currentThread()来查看当前运行的是哪个线程。7.1.4知识总结3.线程的创建线程的所有活动都是通过线程体run()方法来实现的。（1）通过继承Thread类创建线程多线程的实现步骤如下：将需要实现多线程的类声明为继承Thread类，覆盖其run()方法，并将线程体放在该方法里。创建一个该类的实例。启动该实例。通过start()方法启动线程的执行，start()方法是在Thread类中声明的。7.1.4知识总结3.线程的创建线程的所有活动都是通过线程体run()方法来实现的。（2）通过Runnable接口创建线程通过Runnable接口创建线程的基本步骤如下：①将需要实现多线程的类声明为实现Runnable接口的类，实现run()方法，并将线程体放在该方法里。②创建一个该类的实例。③从该实例中创建一个Thread实例。④启动该Thread的实例。7.1.5应用实践模拟银行中的会计和出纳。两个线程：accounting和cashier，使用同一个目标对象，共享目标对象的money。当money值小于150时，线程accounting结束自己的run()方法进入死亡状态；当money值小于0时，线程cashier结束自己的run()方法进入死亡状态。任务7.2多线程程序的同步4情境描述123问题分析解决方案知识总结5应用实践7.2.1情境描述多个线程的运行往往存在竞争资源的问题，竞争过程中时常存在冲突，为了解决冲突，采取多线程的同步机制能解决问题。为了完成线程同步，需要完成以下任务：1）方法同步机制2）多线程编程技术7.2.2问题分析生产者与消费者问题在于他们共享同一资源，当生产者生产过程中，消费者无法获取资源，因此，生产者锁定了资源的访问。消费者消费资源时，生产者停止生产。Java语言采取synchronized关键字实现同步控制。7.2.3解决方案

1、打开Eclipse。2、在com.esms.thread包下建立BufferLock类，用于共享资源的同步互斥操作。3、在com.esms.thread下建立生产者Producer类，实现生产者生产资源。4、在com.esms.thread下建立消费者Customer类，实现消费者消费资源。5、运行程序，测试生产者与消费者同步。7.2.4知识总结1.线程的生命周期一个线程从它创建到消亡的生命周期大致可分为5个状态：新建状态、可运行状态、运行状态、阻塞状态、消亡状态。它们之间的状态关系如图所示。可运行状态(Runnable)新建状态(New)阻塞状态(Blocked)运行状态(Running)消亡状态(Dead)start()系统调度阻塞事件解除阻塞run()结束7.2.4知识总结2.线程的优先级存在多个线程时，可以通过设置线程的优先级来决定哪个线程能够得到更多的执行机会。每个Java线程的优先级是1~10之间的正整数。1代表最小的优先级，10代表最大优先级。线程的默认优先级是5。7.2.4知识总结3.线程的同步控制（1）同步控制与互斥锁Java语言中，为了保证线程对共享资源操作的完整性，用关键字synchronized为共享资源加锁来解决。（2）生产者与消费者两个线程需要在以下两个方面进行同步：两个线程不能同时访问存储数据的对象。两个线程必须相互协作，生产者生产数据以后，要告诉消费者数据已准备好，可以取数据，生产者等待消费者取走数据。消费者取走数据后，要告诉生产者已取走数据，可以生产新数据。这需要调用wait()、notify()和notifyAll()方法来实现。7.2.4知识总结3.线程的同步控制加入wait和notify后的线程的生命周期状态图如图所示。新建状态(New)可运行状态(Runnable)阻塞状态(Blocked)运行状态(Running)消亡状态(Dead)解除阻塞等待对象锁的队列等待满足条件的线程队列阻塞事件系统调度run()结束获得锁wait()释放掉所持有的锁synchronizednotify()/notifyAll()start()7.2.4知识总结3.线程的同步控制（3）死锁问题Java语言本身既不能发现死锁，也不能预防死锁，只能靠程序员谨慎的设计来避免。一般来说，如果线程因为等待某个先决条件而受阻，它应该释放所占的自由，让其他线程使用。当先决条件满足而恢复运行时，再重新获得这些资源。7.2.5应用实践编写一个Java应用程序，模拟银行系统对用户存款和取款的处理过程。假设存款人和取款人在同