java面向对象第十章-Java线程

第十章Java线程什么是进程、线程创立线程的两种方法线程的生命周期线程的类型分析1.什么是进程、线程进程：当前正在执行的程序，称为进程(progress) 例如：在进行网上购物时，可以边听音乐、收发Mail、QQ聊天等多个程序在运行。可通过windows任务管理器查看。 每个进程都有自己独立的一块内存空间，一个进程中可以启动多个线程。比方在Windows系统中，一个运行的exe就是一个进程。

说明：对于单CPU无法同时运行多个进程，只能交替轮流执行多个程序。在某一时刻，CPU执行的进程其实只有一个。1.1进程与线程在windows中可以通过任务管理器查看进程说明：CPU是一种非常珍贵的资源，它直接影响程序的运行情况。线程线程是进程中程序代码的一个执行序列，是一种比进程更小的执行单位，一个进程可以包含多个线程；线程也是一个动态的概念，包含产生、存在和消亡的过程；每个进程都有一段专用的内存区域，而线程间可以共享相同的内存单元(包括代码与数据)，数据交换、实时通信、同步操作更方便。因此，线程得到广泛应用，例如：QQ等支持多线程是Java的重要特色，它提供了Thread类来实现多线程；Java中的线程可以认为是由三局部组成的：虚拟CPU：封装在类中，控制着整个线程的运行；执行的代码：传递给Thread类，由Thread类控制顺序执行；处理的数据：传递给Thread类，是在代码执行过程中所要处理的数据。1.2Java中的线程代码数据虚拟CPU以前的程序：一个入口，语句序列，一个出口。程序依次执行，这称为单线程。1.３多线程publicclassSequentialExample{//例1程序片段 publicstaticvoidmain(Stringargs[]){

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

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

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

Thread.sleep(500);//休眠0.5秒

System.out.println("访问："+name);

} }}程序运行结果访问：A访问：A访问：A访问：B访问：B访问：B多线程：CPU交替执行程序序列。//例2程序片段publicclassMultiThreadExample{ publicstaticvoidmain(Stringargs[]){ newMyThread("A").start(); newMyThread("B").start(); }}classMyThreadextendsThread{ publicMyThread(Stringn){//构造器 super(n); }

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

Thread.sleep(500);//休眠0.5秒

System.out.println("访问："+getName());

}catch(InterruptedExceptione){} }}程序运行可能结果访问：A访问：B访问：A访问：B访问：A访问：B2.创立线程的两种方法从前面的例2可以知道：创立线程，最重要的是实现其中的run()，run()决定了线程所做的工作,又称为线程体。当线程开始时,代码publicvoidrun()被执行可用以下两种方法来创立线程类：继承线程类Thread实现Runnable接口Thread类和Runnable接口都在java.lang包中，是默认导入的，不必使用import语句。可通过继承Thread类，并重写其中的run()方法来定义线程体，以实现线程的具体行为，然后创立该子类的对象，并启动线程。其步骤为：(1)扩展类：2.1继承线程类Threadpublicclass线程类名extendsThread{ ……

publicvoidrun(){ ……//编写线程的代码 }}(2)创立线程类对象(3)启动线程：线程类对象.start();注意：不要在程序中直接调用线程的run()方法；启动线程并不意味着线程可以立即得到执行，这取决于线程资源的获取情况和CPU的占有情况。Thread类的构造方法：publicThread();publicThread(Runnabletarget);publicThread(Runnabletarget,Stringname);publicThread(Stringname);publicThread(ThreadGroupgroup,Stringname);…Threadt1=newThread(pp1);其中：target表示run()所在类，name是线程(组)名Thread类的常用方法：voidrun()：线程所执行的代码voidstart()：启动线程voidsleep(longmilis)：让线程睡眠一段时间，此期间线程不消耗CPU资源voidinterrupt()：中断线程booleanisAlive()：判断线程是否处于活动状态(即已调用start)staticThreadcurrentThread()：返回当前线程对象的引用voidsetName(StringthreadName)：改变线程的名字StringgetName()：获得线程的名字Thread类的常用方法(续)：voidjoin([long

millis[,int

nanos]])：等待线程结束staticvoidyield()：暂停当前线程，让其他线程执行voidsetDaemon(booleanon)：设置为守护线程voidsetPriority(intp)：设置线程的优先级notify()/notifyAll()/wait()：从Object继承而来，用于线程间通信 以下几个方法出于平安问题考虑，现已不推荐使用：voiddestroy()：销毁线程voidstop()：终止线程的执行voidsuspend()/voidresume()：挂起/恢复线程//例3用继承Thread类方法创立线程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(); }}程序运行结果(每次可能不同)pingpongpingpongpingpingpongpingPing…任何类都可以实现Runnable接口，而这个类的实例将用一个线程来调用，启动该类的run()方法。Runnable接口只有一个run()方法，其作用和Thread类的run()方法相同。创立步骤为：(1)定义目标类：2.2实现Runnable接口publicclasspingpong2

implementsRunnable{ ……

publicvoidrun(){ ……//编写线程的代码 }}(2)不能直接创立目标类对象并运行它，而是应该以目标类为参数创立Thread类的对象，例如：PingPong2pp1=newPingPong2(“ping”,500));Threadt1=newThread(pp1);(3)启动线程：以目标类为参数创立Thread类的对象.start(); 例如：t1.start();例4与例3的功能类似，只是使用了接口方法//例4利用接口Runnalbe方法创立线程publicclassPingPong2implementsRunnable{ privateintdelay; privateStringmessage; publicPingPong2(Stringm,intr){ message=m; delay=r; }//例4利用接口Runnalbe方法创立线程 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(); }}程序运行结果(每次可能不同)pingpongpingpongpingpingpongpingpingpongping…练习线程的创立分别用两种方法创立线程：〔1〕继承Thread类，要求线程体输出“由继承Thread类创立线程。”〔2〕实现Runnable接口，要求线程体输出“由实现Runnable接口创立线程。”由继承Thread类创立线程的方法简单方便，可以直接操作线程，无需使用Thread.currentThread()。但不能再继承其他类；使用Runnable接口方法可以将CPU，代码和数据分开，形成清晰的模型；还可以从其他类继承；保持程序风格的一致性。2.3两种方法的比较3.线程栈模型与线程的变量要理解线程调度的原理，以及线程执行过程，必须理解线程栈模型。线程栈是指某时刻时内存中线程调度的栈信息，当前调用的方法总是位于栈顶。

3.线程栈模型与线程的变量当程序执行到t.start()时，程序多出一个分支〔增加了一个调用栈B〕，这样，栈A、栈B并行执行。例5Join的应用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);//创立线程 t.start();//启动 t.join(); System.out.println("run()方法执行完后线程状态:"+t.isAlive()); }}举例:创立线程,求两个数之间所有整数之和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());

}}结果：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();//主线程main等待st线程结束

System.out.println(st.getSum()); }}结果：500500改进版本4.线程的生命周期新建死亡新建状态：当一个线程类实例被创立时，线程处于新建状态，此时的线程已经被初始化，并分配了资源 例如：ThreadmyThread=newMyThreadClass();就绪状态：已具备运行条件，进入线程队列，排队等待CPU。一旦获得CPU使用权，就可进入运行状态 例如：myThread.start();运行状态：当处于就绪状态的线程被调度获得CPU资源时，就进入了运行状态。定义在线程体中的run()方法被调用，从方法体的第一条语句开始顺序执行；阻塞状态：处于运行状态的线程因事件的发生，而导致让出CPU使用权，并终止当前执行，进行阻塞状态。线程的生命周期有五种状态： 线程由运行状态进入阻塞状态包含以下几种情况：调用了该线程的sleep()方法。等待其休眠指定时间之后，自动脱离阻塞状态；等待I/O操作完成。一旦I/O操作完成，系统自己调用特定的指令使该线程恢复可运行状态；调用wait()方法。调用notify()或notifyAll()方法可回到运行状态；调用suspend()方法。调用resume()方法可恢复线程的执行；死亡状态：线程通过以下两种途径进入死亡状态：自然终止：正常运行run()方法后终止；异常终止：调用stop()方法让一个线程终止运行。sleep()：使一个线程在特定时间休眠，具体格式：publicstaticvoidsleep(longmillisec);(单位:毫秒)publicstaticvoidsleep(longmillisec,intnanosec);

(后一参数的单位:纳秒)yield()：将CPU让予其它线程。这将导致正在运行的线程暂时停止，允许其他线程运行；正在休眠或等待的线程可通过调用interrupt()方法中断，这会导致抛出一个interruptedException异常；通过isInterrupted()方法，可以了解一个线程是否被中断；join()：调用某线程的该方法，将当前线程与该线程“合并”，即等待该线程结束，再恢复当前线程的运行。5.线程的根本控制例6代码：//线程唤醒的例子publicclassThreadInterruptDemoextendsThread{ publicvoidrun(){ System.out.println("休息,勿扰!"); try{ sleep(3600000); }catch(InterruptedExceptione){ System.out.println("啊,谁叫醒我的?"); } } publicstaticvoidmain(Stringargs[]){

ThreadInterruptDemot=newThreadInterruptDemo(); t.start(); errupt();//唤醒线程 }}程序运行结果休息,勿扰!啊,谁叫醒我的?例7代码：//线程的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("主线程:"+i); } }}classMyRunnerimplementsRunnable{

publicvoidrun(){ for(inti=0;i<5;i++) System.out.println("子线程:"+i); }}程序运行结果子线程:0子线程:1子线程:2子线程:3子线程:4主线程:0主线程:1主线程:2主线程:3主线程:4//例8线程状态转换publicclassThreadStatusDemo{ publicstaticvoidmain(Stringargs[]){ MyRunnerr=newMyRunner(); Threadt=newThread(r);//新建状态 t.start();//启动状态 }}classMyRunnerimplementsRunnable{

publicvoidrun(){//运行状态 for(inti=0;i<20;i++){ if(i%5==0&&i!=0){ try{ Thread.sleep(3000);//阻塞状态 }catch(InterruptedExceptione){ } } System.out.println("No."+i);//运行状态 } }}程序运行结果(当为5的倍数时休眠3秒钟)No.0No.1No.2No.3No.4No.5No.6……No.18No.19线程可以划分为两种类型：用户线程(第1种)由用户〔程序员〕创立在前台执行当用户线程运行时，JVM不会退出但在所有用户线程都执行完毕时，JVM将终止所有守护线程(包括垃圾收集器)，然后退出主线程是用main()方法创立的6.线程的类型守护线程(第2种)：是为其它线程提供效劳的线程，它一般应该是一个独立的线程，它的run()方法是一个无限循环；它们通常在后台执行，例如：定时器、垃圾回收器都是守护线程；某些用户创立的线程会通过调用setDaemon()方法在后台运行。使用守护线程的本卷须知：(1)thread.setDaemon(true)必须在thread.start()之前设置，否那么会跑出一个IllegalThreadStateException异常。不能把正在运行的常规线程设置为守护线程。

(2)在Daemon线程中产生的新线程也是Daemon的。

(3)局部任务不适合分配给Daemon来进行效劳，比方IIO读写。

例9代码：//守护线程的例子publicclassDaemonThreadextendsThread{

publicvoidrun(){ while(true){ System.out.println("守护线程正在运行..."); } } publicstaticvoidmain(Stringargs[]){

DaemonThreaddt=newDaemonThread(); dt.setDaemon(true);//设置为后台线程 dt.start(); }}程序运行结果守护线程正在运行...守护线程正在运行...守护线程正在运行...守护线程正在运行...守护线程正在运行...…...问题：该线程最终能否自动终止？例10代码：//文件输出的守护线程任务importjava.io.*;classTestRunnableimplementsRunnable{publicvoidrun(){try{Thread.sleep(1000);//守护线程阻塞1秒后运行

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