第13章龟兔赛跑——多线程

1、能力目标：能力目标：n理解多线程、掌握线程的创建、启动、运行等方法。理解多线程、掌握线程的创建、启动、运行等方法。n掌握线程优先级及其设置方法。掌握线程优先级及其设置方法。n理解线程状态，线程中断和线程同步等概念。理解线程状态，线程中断和线程同步等概念。n能使用多线程编写龟兔赛跑程序和生产者消费者程序。能使用多线程编写龟兔赛跑程序和生产者消费者程序。/n13.1 任务预览任务预览n13.2 程序、进程与线程程序、进程与线程n13.3 多线程多线程n13.4 线程类线程类threadn13.5 线程同步与互斥线程同步与互斥n13.6 本章小结本章小结n13.7 实训实训13：龟兔赛跑、生产者与消

2、费者：龟兔赛跑、生产者与消费者/n本章实训程序运行结果：本章实训程序运行结果： /n程序，是代码，是静态的。程序，是代码，是静态的。n进程，是程序在计算机上的一次运行过程，进程是动态的。进程，是程序在计算机上的一次运行过程，进程是动态的。n线程也是动态的，是比进程更小的概念，它是进程（程序运线程也是动态的，是比进程更小的概念，它是进程（程序运行过程）的一条执行路线。行过程）的一条执行路线。njava语言拥有多线程机制。语言拥有多线程机制。njava.lang包提供线程类包提供线程类thread，只要定义继承，只要定义继承thread类类的子类，并重写线程运行方法的子类，并重写线程运行方法run

3、。n线程类的每一个对象都是一个线程，通过线程类的每一个对象都是一个线程，通过start方法启动。方法启动。/class animal extends thread /线程类线程类public animal(string name) /构造方法，参数是线程名构造方法，参数是线程名 super(name);public void run() /线程运行方法线程运行方法 for(int i=0; i=100; i+=10) if (this.getname().equals(乌龟乌龟)system.out.println(tt乌龟跑了乌龟跑了+ i + 米米); else system.out.pr

4、intln(this.getname() + 跑了跑了+ i + 米米); trythread.sleep(long)(math.random()*1000); /休眠不超过休眠不超过1秒秒 catch(interruptedexception e) /public class example1 /运行主类运行主类public static void main(string args) animal rabbit = new animal(兔子兔子); /线程线程(对象对象)1animal tortoise = new animal(乌龟乌龟); /线程线程(对象对象)2rabbit.star

5、t(); /启动线程启动线程1tortoise.start(); /启动线程启动线程2 /n（1）编写）编写thread子类，即线程类，格式：子类，即线程类，格式：class 线程类名称线程类名称 extends thread .public void run() . /线程运行方法线程运行方法n如：如： class animal extends thread . n（2）构建线程对象。如：）构建线程对象。如：animal rabbit = new animal(兔子兔子); /线程线程(对象对象)1animal tortoise = new animal(乌龟乌龟); /线程线程(对象对象)

6、2n（3）调用线程对象的）调用线程对象的start方法启动线程。如：方法启动线程。如：rabbit.start(); /启动线程启动线程1tortoise.start(); /启动线程启动线程2n注：主类注：主类main方法也是一条独立的执行路线（线程）。方法也是一条独立的执行路线（线程）。 /n（1）编写实现）编写实现runnable接口的类，格式：接口的类，格式：class 类名类名 extends 父类父类implements runnable .public void run() . /线程运行方法线程运行方法n（2）构建实现）构建实现runnable接口类的对象。如：接口类的对象。如

7、：new animal2(兔子兔子“)new animal2(乌龟乌龟)n（3）使用上述对象作参数，构造）使用上述对象作参数，构造thread对象。如：对象。如：thread rabbit = new thread(new animal2(兔子兔子);thread tortoise = new thread(new animal2(乌龟乌龟n（4）最后调用）最后调用start方法启动线程。方法启动线程。/class animal2 implements runnable private string name;public animal2(string name) = na

8、me; public string getname() return name; public void run() /线程运行方法线程运行方法 for(int i=0; i=100; i+=10) if (this.getname().equals(乌龟乌龟)system.out.println(tt乌龟跑了乌龟跑了+ i + 米米); else system.out.println(this.getname() + 跑了跑了+ i + 米米); try thread.sleep(long)(math.random()*1000); catch(interruptedexception e)

9、 thread rabbit = new thread(new animal2(兔子兔子);thread tortoise = new thread(new animal2(乌龟乌龟);rabbit.start(); tortoise.start(); /nthread类的类头声明：类的类头声明： public class thread extends object implements runnablen每个线程对象都有名称，如果没有在构造方法中指定，则按每个线程对象都有名称，如果没有在构造方法中指定，则按“thread-”+ n的形式自动命名，也可用的形式自动命名，也可用setname(s

10、tring name) 方法设定。方法设定。n常用构造方法：常用构造方法：（1）thread()。自动起名，用方法。自动起名，用方法getname()获取线程名。获取线程名。（2）thread(string name)：要指定线程名作参数。：要指定线程名作参数。（3）thread(runnable target)：也是自动起名。：也是自动起名。（4）thread(runnable target, string name)。/n线程有线程有10个优先级，从高至低分别是个优先级，从高至低分别是10、9、1。中间。中间级为级为5，它是线程默认的优先级。，它是线程默认的优先级。nthread类有类有3

11、个关于优先级的整型静态常量字段：个关于优先级的整型静态常量字段：（1）max_priority：最大优先级，值是：最大优先级，值是10。（2）min_priority：最小优先级，值是：最小优先级，值是1。（3）norm_priority，普通优先级，值是，普通优先级，值是5。n方法方法setpriority(int newpriority)用于设置线程优先级，用于设置线程优先级，n方法方法getpriority()用于获取线程优先级。用于获取线程优先级。/class animal3 extends thread public animal3(string name) super(name);

12、 public void run() for(int i=0; i0) balance += money; notify();println(成功存款￥成功存款￥+ money + ，余额￥，余额￥ + balance); else system.out.println(存款失败存款失败); public synchronized void withdraw(double money) /同步取款同步取款 if (money0) while (moneybalance) try wait(); catch(interruptedexception e) balance -= money; pr

13、intln(成功取款￥成功取款￥+ money + ，余额￥，余额￥ + balance); else system.out.println(取款失败取款失败); public double getbalance() return balance; public string getname() return name; /class depositthread extends thread account acc; /存款线程类存款线程类 public depositthread(account a) acc = a; public void run() for(int i=0; i5; i

14、+) /存款存款5次次 acc.deposit(int)(math.random()*1000); /每次每次1000class withdrawthread extends thread /取款线程类取款线程类account acc;public withdrawthread(account a) acc = a; public void run() for(int i=0; i= max) /若产品数超出最大库存量若产品数超出最大库存量 try wait(); catch(exception e) /则等待则等待 this.num +; /直到被通知唤醒才生产直到被通知唤醒才生产 seri

15、alnum +; notify(); /通知消费通知消费 (生产编号生产编号+ serialnum + name + ，当前库存数：，当前库存数：+ num); public synchronized void output() /同步的消费同步的消费(出仓出仓)方法方法 while (num = 0) /若库存没有产品若库存没有产品 try wait(); catch(exception e) /则等待则等待 this.num -; /直到被通知唤醒才消费直到被通知唤醒才消费 notify(); /通知生产通知生产(消费编号消费编号+ name+，当前库存数：，当前库存数：+num); /c

16、lass producer extends thread /生产者类生产者类storage store;public producer(storage store) this.store = store; public void run() for(int i=0; i10; i+) store.input(); /调用同步生产方法调用同步生产方法 class consumer extends thread /消费者类消费者类storage store;public consumer(storage store) this.store = store; public void run() fo

17、r(int i=0; i10; i+) store.output(); /调用同步消费方法调用同步消费方法 storage store = new storage(洗衣机洗衣机, 3); /库存库存3洗衣机仓库洗衣机仓库 producer producer = new producer(store); /生产者生产者consumer consumer = new consumer(store); /消费者消费者producer.start();consumer.start();/n线程是比进程更小的概念。线程是比进程更小的概念。n编写多线程程序涉及到线程类编写多线程程序涉及到线程类thread

18、。n编写多线程程序有两种方式：一是编写编写多线程程序有两种方式：一是编写thread子类并构造子类并构造其对象，二是编写实现其对象，二是编写实现runnable接口的类，再用该类对象接口的类，再用该类对象作参数构造作参数构造thread对象。对象。n线程的执行路线通过线程的执行路线通过run方法实现。方法实现。n线程按其重要程度分成线程按其重要程度分成10个优先级，缺省是个优先级，缺省是5。n线程的状态可概括为线程的状态可概括为4种：新建、运行、暂停（阻塞及等种：新建、运行、暂停（阻塞及等待）、死亡。待）、死亡。n多线程并发执行，涉及共享的临界资源冲突问题。如公司账多线程并发执行，涉及共享的临界资源冲突问题。如公司账户，工厂产品等，宏观上同时被多个线程使用，但微观上在户，工厂产品等，宏观上同时被多个线程使用，但微观上在某一时刻只能被一个线程独占使用。某一时刻只能被一个线程独占使用。n线程同步与互斥最典型的应用是生产者与消费者模型。线程同步与互斥最典型的应用是生产者与消费者