java技术从入门到精通(孙鑫)学习笔记Lesson5.doc

程序、进程和线程l 程序是计算机指令的集合，它以文件的形式存储在磁盘上。l 进程：是一个程序在其自身的地址空间中的一次执行活动。l 进程是资源申请、调度和独立运行的单位，因此，它使用系统中的运行资源；而程序不能申请系统资源，不能被系统调度，也不能作为独立运行的单位，因此，它不占用系统的运行资源。l 线程：是进程中的一个单一的连续控制流程。一个进程可以拥有多个线程。l 线程又称为轻量级进程，它和进程一样拥有独立的执行控制，由操作系统负责调度，区别在于线程没有独立的存储空间，而是和所属进程中的其它线程共享一个存储空间，这使得线程间的通信远较进程简单。Java对多线程的支持l Java在语言级提供了对多线程程序设计的支持。l 实现多线程程序的两种方式：（1） 从Thread类继承；（2） 实现Runnable接口。class MutiThreadpublic static void main(String args)MyThread mt=new MyThread();mt.start(); /启动run()方法System.out.println(main: +Thread.currentThread().getName();class MyThread extends Threadpublic void run() /启动线程的入口方法System.out.println(getName();运行结果为: main: main (其中的main为运行main()方法的线程名称.) Thread-0 (MyThread类中当前运行的线程名称.)为何先打印出的是main()方法所在的线程的名字呢？这是因为线程在运行的时候操作系统会给它分配时间片，当调用start()方法的时候，main()方法所在的时间片还没有到期，所以它继续往下运行，打印出它所在的线程的名字。接下来main()方法所在的时间片到期了，轮到mt所代表的线程运行，然后java虚拟机调用run()方法，打印出对应的线程的名字即Thread-0。为了更好的看到线程的切换，对以上程序进行修改如下：class MutiThreadpublic static void main(String args)MyThread mt=new MyThread();mt.start(); /启动run()方法while(true)System.out.println(main: +Thread.currentThread().getName();class MyThread extends Threadpublic void run() /启动线程的入口方法while(true)System.out.println(getName();l 可以将mt所在的线程设置为后台线程，这要用到Thread类中的方法setDaemon()方法，但它必须要在这个线程启动之前被调用。main()方法所在的线程是一个非后台线程，当main()方法所在的线程中止后，后台的线程会跟着中止。class MutiThreadpublic static void main(String args)MyThread mt=new MyThread();mt.setDaemon(true); /将mt所在的线程设置为后台线程.mt.start();int index=0;while(true)if(index+=100)break;System.out.println(main: +Thread.currentThread().getName();class MyThread extends Threadpublic void run() /启动线程的入口方法while(true)System.out.println(getName();l 一个正在执行的线程可以放弃正执行的权利，让另外一个线程开始执行，可以通过Thread类中的yield()方法，它可以使正在执行的线程对象临时暂停，允许别的线程执行，它是静态的方法。class MutiThreadpublic static void main(String args)MyThread mt=new MyThread();mt.setDaemon(true); /将mt所在的线程设置为后台线程.mt.start();int index=0;while(true)if(index+=1000)break;System.out.println(main: +Thread.currentThread().getName();class MyThread extends Threadpublic void run() /启动线程的入口方法while(true)System.out.println(getName();yield();l Java中每一个线程都有一个优先级，我们可以通过Thread类中的getPriority()和setPriority()方法来分别获取和设置线程的优先级。class MutiThreadpublic static void main(String args)MyThread mt=new MyThread();/mt.setDaemon(true); /将mt所在的线程设置为后台线程.mt.start();mt.setPriority(Thread.MAX_PRIORITY);int index=0;while(true)if(index+=1000)break;System.out.println(main: +Thread.currentThread().getName();class MyThread extends Threadpublic void run() /启动线程的入口方法while(true)System.out.println(getName();yield();Java对多线程的支持l Java运行时系统实现了一个用于调度线程执行的线程调度器，用于确定某一时刻由哪一个线程在CPU上运行。l 在java技术中，线程通常是抢占式的而不需要时间片分配进程（分配给每个线程相等的CPU时间的进程）。抢占式调度模型就是许多线程处于可以运行状态（等待状态），但实际上只有一个线程在运行。该线程一直运行到它终止进入可运行状态（等待状态），或者另一个具有更高优先级的线程变成可运行状态。在后一种情况下，低优先级的线程被高优先级的线程抢占，高优先级的线程获得运行的机会。l Java线程调度器支持不同优先级线程的抢先方式，但其本身不支持相同优先级线程的时间片轮换。l Java运行时系统所在的操作系统（例如：Windows2000）支持时间片的轮换，则线程调度器就支持相同优先级线程的时间片轮换。实现线程的另一种方式：实现Runnable接口l 对于一个类而言，要想让它的实例被线程执行，那么就应该实现Runnable接口，这个类就必须定义一个不带参数的run()方法。class MutiThreadpublic static void main(String args)MyThread mt=new MyThread();new Thread(mt).start();/mt.setDaemon(true); /将mt所在的线程设置为后台线程./mt.start();/mt.setPriority(Thread.MAX_PRIORITY);int index=0;while(true)if(index+=1000)break;System.out.println(main: +Thread.currentThread().getName();class MyThread implements Runnable /extends Threadpublic void run() /启动线程的入口方法while(true)System.out.println(Thread.currentThread().getName();/yield();用多线程模拟实现售票系统：class TicketsSystempublic static void main(String args)SellThread st=new SellThread();new Thread(st).start();new Thread(st).start();new Thread(st).start();new Thread(st).start();class SellThread implements Runnableint tickets=100;public void run()while(true)if(tickets0) System.out.println(Thread.currentThread().getName() +sell tickets:+tickets); tickets-; 线程的同步l The code segments within a program that access the same object from separate,concurrent threads are called “critical sections”.l 同步的两种方式：同步块和同步方法l 每一个对象都有一个监视器，或者叫做锁。l 同步方法利用的是this所代表的对象的锁。l 每个class也有一个锁，是这个class所对应的Class对象的锁。class TicketsSystempublic static void main(String args)SellThread st=new SellThread();new Thread(st).start();new Thread(st).start();new Thread(st).start();new Thread(st).start();class SellThread implements Runnableint tickets=100;Object obj=new Object();public void run()while(true)synchronized(obj) /同步块,要传递一个Object类的对象 if(tickets0)tryThread.sleep(10);catch(Exception e)e.printStackTrace(); System.out.println(Thread.currentThread().getName() +sell tickets:+tickets); tickets-; class TicketsSystempublic static void main(String args)SellThread st=new SellThread();new Thread(st).start();new Thread(st).start();new Thread(st).start();new Thread(st).start();class SellThread implements Runnableint tickets=100;/Object obj=new Object(); /不需要传递Object类对象public void run()while(true) sell(); public synchronized void sell() /同步方法if(tickets0)tryThread.sleep(10);catch(Exception e)e.printStackTrace(); System.out.println(Thread.currentThread().getName() +sell tickets:+tickets); tickets-; wait、notigy、notifyAlll 每一个对象除了有一个锁之外，还在一个等待队列（wai set），当一个对象刚创建的时候，它的等待队列是空的。l 我们应该在当前线程锁住对象的锁后，去调用该对象的wait方法。l 当调用对象的notify方法时，将从该对象的等待队列中删除一个、任意选择的线程，这个线程将再次成为可运行的线程。l 当调用对象的notifyAll方法是无立锥之地 从该对象的等待队列中删除所有的线程，这些线程将成为可运行的线程。l wait和noatify主要用于producer-consumer这种关系中。Producer 和 Consumer问题class Testpublic static void main(String args)Queue q=new Queue();Producer p=new Producer(q);Consumer c=new Consumer(q);p.start();c.start();class Producer extends ThreadQueue q;Producer(Queue q)this.q=q;public void run()for(int i=0;i10;i+)q.put(i);System.out.println(Producer put +i);class Consumer extends ThreadQueue q;Consumer(Queue q)this.q=q; public void run() while(true) System.out.println(Consumer get +q.get(); class Queueint value;public void put(int i)value=i;public int get()return value;运行结果发现： 生产者生产0-9的数字，而消费者只能获取数字9。class Testpublic static void main(String args)Queue q=new Queue();Producer p=new Producer(q);Consumer c=new Consumer(q);p.start();c.start();class Producer extends ThreadQueue q;Producer(Queue q)this.q=q;public void run()for(int i=0;i10;i+)q.put(i);System.out.println(Producer put +i);class Consumer extends ThreadQueue