JAVAPPT教学课件-第九章 多线程.ppt

copyright 2008 by neusoft group. all rights reserved java275 多线程 东软it人才实训中心 3 sept. 2008 confidential 课程结构 内容课时课时 （h） 第一章 计计算机系统统概论论 1 第二章 认识认识 java 2 第三章 java虚拟拟机简简介 1 第四章 变变量和运算符 2 第五章 流程控制语语句 2 第六章 数组组 2 第七章 函数0.5 第八章 面向对对象基础础 2.5 第九章 面向对对象高级级特性 10 第十章 异常处处理 2.2 3 sept. 2008 confidential 课程结构(续) 内容课时课时 （h） 第十一章 工具类类 1.8 第十二章 集合 4 第十三章 gui编编程 5 第十四章 文件与流i/o 6 第十五章 多线线程编编程 6 第十六章 网络编络编 程 6 3 sept. 2008 confidential 第十五章 多线程 学时：6学时 教学方法：讲授ppt 上机练习 目标: java线程机制及线程与进程的区别 。java线程模型。java多线程实现的 两种方式：接口和继承。线程的状态 及其生命周期。线程相关类的常用方 法的使用。线程的休眠，中断及优先 级。什么是守护线程。线程的同步， 和并和死锁 3 sept. 2008 confidential threads 学习目标： 认识threads机制 threads的操作和使用 3 sept. 2008 confidential threads 认识threads 什么是进程？ 如，当我们用jvm来执行class文件时，电脑会从磁盘中把程序 代码加载到内存中执行，这时我们就把执行中的程序叫做”进程 ”(process)。 什么是threads?进程又和threads有什么不同？ java程序运行需启动java虚拟机，虚拟机就是一个进程。程序 运行时，虚拟机启动一个线程，调用程序的main()方法，该线程 称为程序的主线程。其后由主线程启动其它线程。 3 sept. 2008 confidential threads 一个进程包括三个部分来组成： 一个是cpu， 一个是执行的程序代码(code)， 一个是程序执行所处理的数据(data)。 code data cpu 3 sept. 2008 confidential threads 注： 每一个进程是独立的，保有自己的cpu，程序代码和数据，就算 用同一份程序代码产生好几个进程，它们之间还是拥有自己的这 三样东西。 这时就可以发现一个问题，就是有些东西好想重复浪费掉了，例 如程序代码，一些共用的常量等，这些东西应该是每个进程共用 的，可是偏偏每个进程都各自有一份，这样不但造成内存的浪费 ，也造成了cpu的负担，所以有了threads机制，它可以达到同 一份程序产生好几个进程的效果，但是不同的threads之间可以 有某种程度的资源共享，所以可以把threads称为轻量级的进程 (lightweight process)。 3 sept. 2008 confidential threads 注： 因为threads有许多优点，所以当初java设计小组就把这样的 机制加进java程序语言中，使得java程序天生就具备有multi- threads(多线程)的能力。 3 sept. 2008 confidential threads 建立threads java程序中负责threads这个功能的是java.lang.thread这个类。 创建thread类对象有两种方式: 第一种： 继承thread类，复写“run”方法; 例:275-14-1 第二种: 不继承thread类，实现runnable接口，然后复写“run”方法。 例:275-14-2 3 sept. 2008 confidential threads 哪种方式更好，实现runnable接口方式： 理由： 1.较符合面向对象设计的精神与架构 2.java类只能单一继承，但能实现多个接口 3.程序的一致性 3 sept. 2008 confidential threads 产生thread对象 thread() 分配新的 thread 对象 例： threads_test01 t1 = new threads_test01(); thread(runnable target) 分配新的 thread 对象 例： thread t2 = new thread(new runnable_test01(); 3 sept. 2008 confidential threads threads架构图 code data cpu runnable_test01类 runnable_test01对象 thread对象 t2 3 sept. 2008 confidential threads threads操作 四种操作threads的基本方法： start, sleep, join, 和yield 3 sept. 2008 confidential threads 启动threads 启动thread对象的方法”start”，功能是通知thread对象可以准备 开始执行run方法中的程序了。 3 sept. 2008 confidential threads threads状态转移图(一) new runnable running 调用start方法，进入等待执行状态 cpu调度 3 sept. 2008 confidential threads 注： 由于系统中同一时刻不止一个thread对象在执行，而且每种操 作系统都有不同的方式，至于什么时候系统会从等待执行的 threads中取出一个来执行，我们无法预测它的实行时间和顺 序。 当系统选定了一个等待执行中的thread对象后，它就会从等待 执行状态进入执行状态，系统挑选的动作我们称之为”cpu调 度“(schedule)。 被挑选到的threads执行一阵子后，就会被系统给换下来回到 等待状态，然后又会在挑选下一个threads执行。 3 sept. 2008 confidential threads 示例:275-14-3 3 sept. 2008 confidential threads 注： 一个thread对象只能调用start方法一次，所以如果对一个已经 启动的thread对象，再次调用start方法，会产生 “illegalthreadstateexception”异常。 main方法本身也是一个threads。 3 sept. 2008 confidential threads 停止threads执行 jdk1.0时提供了一个stop方法来停止线程，但是这个方法会造 成系统进入不安全状态，所以在jdk1.1之后就取消了这个方法 ，虽然目前这个方法还存在，但是我们没有办法使用它。 让一个线程停止，就是当它把run方法中的程序代码执行完后， 就进入”死亡”(dead)状态了。 3 sept. 2008 confidential threads threads状态转移图(二) new dead runnable running 调用start方法run方法执行完毕 cpu调度 3 sept. 2008 confidential threads 如果要让run方法中的程序代码执行不完，那么thread对象就 会不断地执行下去。 例：275-14-4 3 sept. 2008 confidential threads 注： 当一个thread对象进入死亡状态后，就没有任何方法回到其他 状态了，也就是说人死不能复生！ 要想让thread对象在重新执行一次，只有唯一的方法，就是重 新再产生一个thread对象。 3 sept. 2008 confidential threads 暂停threads执行 三种方法： 1.sleep方法 2.yield方法 3.join方法 3 sept. 2008 confidential threads 1.sleep方法 sleep就是让thread对象“睡”一下，然后再设定一个闹钟，时 间一到，它又会恢复执行。 static void sleep(long millis) 在指定的毫秒数内让当前正在执行的线程休眠（暂停执行 ） 3 sept. 2008 confidential threads threads状态转移图(三) new dead runnable running 调用start方法 run方法执行完毕 cpu调度 blocked pool unblockedblocking event 3 sept. 2008 confidential threads 注： 当一个thread对象睡醒后，不是立刻进入执行状态来执行， 而是进入等待执行状态，在那里等待被系统挑选到，才会被 执行！ 因此sleep方法所传入的时间，只是保证这个thread对象“至 少”会停止这么长的时间。 3 sept. 2008 confidential threads 例：275-14-5 3 sept. 2008 confidential threads 2.yield 有另外一个方法也能让thread对象立刻暂时停止运行，并且直 接从执行状态到等待执行状态，这个方法就是”yield”。 3 sept. 2008 confidential threads 例：275-14-6 3 sept. 2008 confidential threads 注： 上例中两个thread执行时间都比较短，可能只花了0.01秒的时 间，cpu还来不及把它们换下来，他们就停止执行了，所以， 如果时间久一点，就不一定会先某个threads执行完，才轮到另 一个threads执行。 3 sept. 2008 confidential threads 3.join 当一个系统中有好几个threads在执行，有时候某个threads甲 需要等待另一个threads乙完成某件事情后，甲才能继续执行 下去，这时甲在乙还没执行完成之前，就必须要做等待的工作 。 要让某个threads等待另一个threads执行完后，它才能继续执 行，这时我们需要用到”join”方法。 3 sept. 2008 confidential threads 例：妈妈煮饭，发现没有米酒，让儿子去买，妈妈只能等待儿子 把米酒买回来才能继续煮饭 例：275-14-7 3 sept. 2008 confidential threads 取得threads信息的相关方法： boolean isalive() 测试线程是否处于活动状态 void setname(string name) 改变线程名称，使之与参数 name 相同 string getname() 返回该线程的名称 static thread currentthread() 返回对当前正在执行的线程对象的引用。 3 sept. 2008 confidential threads int getpriority() 返回线程的优先级。 void setpriority(int newpriority) 更改线程的优先级。 string tostring() 返回该线程的字符串表示形式，包括线程名称、优先级和线程 组。 3 sept. 2008 confidential threads 数据同步处理 不同的threads之间，程序代码可以共用，数据也可以共用， 只有cpu不能共用，每个threads都以为自己拥有自己的cpu 。 程序代码共用没有太大问题，因为程序是写好的就放在那，数 据的共用就有很大的问题！ 3 sept. 2008 confidential threads 例：275-14-8 3 sept. 2008 confidential threads synchronized关键字 把一段程序代码给锁起来，用的是synchronized关键字。 语法： synchronized(要取得锁的对象) 要锁定的程序代码 3 sept. 2008 confidential threads 注： 受到synchronized保护的程序代码中，要访问的对象属性必须设 定为private，因为如果不设定为private，那么就可以用不同的方 式来访问它，这样就达不到保护的效果了。 3 sept. 2008 confidential threads synchronized指令还有另外一种用法： 就是把它写在方法的声明上，例如： public synchronized void method() 3 sept. 2008 confidential threads 两种方式的优缺点： 1.写在方法上声明 优点： 用javadoc制作说明文件时，可以知道哪些方法是 synchronized。 缺点： 1.方法中有些程序是不需要保护的，如果该方法执行会花很 长时间，那么其他人就要花较多时间等待锁被归还； 2.只能取得自己对象的锁，有时候程序设计的需求，可能会 需要取得其他对象的锁； 3 sept. 2008 confidential threads 2.只对某个程序段锁定 优点： 可以针对某段程序代码锁定，不需要浪费时间在别的程序代码上 ； 可以取得不同对象的锁； 缺点： 从文件中别人无法得知哪些方法是synchronized的； 3 sept. 2008 confidential threads threads状态转移图（四） new dead runnable running 调用start方法 run方法执行完毕 cpu调度 blocked pool unblockedblocking event lock pool 取得锁 synchronized 3 sept. 2008 confidential threads 例：275-14-9 3 sept. 2008 confidential threads 注： 乱用synchronized可能