实验06多线程剖析

实验六 TCPSocket中的多线程一、本实验目的及要求：1．理解进程和线程的概念；2．掌握JAVA中多线程技术，实现方法（继承 Thread类，或实现 Runnable接口）；3．将多线程技术和 TCPSocket结合，在 TCPSocket中引用多线程技术，实现多用户实时通信；4．实验报告内容应包括，本实验的第三、四、五部分的答案，以及第六部分的程序后要求。二、基础知识每个正在系统上运行的程序都是一个进程（process）。每个进程包含一到多个线程(thread)。进程也可能是整个程序或者是部分程序的动态执行。线程是一组指令的集合，或者是程序的特殊段，它可以在程序里独立执行。也可以把它理解为代码运行的上下文。所以线程基本上是轻量级的进程，它负责在单个程序里执行多任务。Java对多线程的支持是非常强大的，他屏蔽掉了许多的技术细节，让我们可以轻松的开发多线程的应用程序。 Java里面有 2个方法实现多线程，1 继承 Thread 类，比如class MyThread extends Thread {public void run() {这里写上线程的内容}public static void main(String[] args) {使用这个方法启动一个线程new MyThread().start();}}2 实现 Runnable 接口，例如class MyThread implements Runnable{public void run() {这里写上线程的内容}public static void main(String[] args) {使用这个方法启动一个线程new Thread(new MyThread()).start();}}一般鼓励使用第二种方法， 因为 Java里面只允许单一继承， 但允许实现多个接口。第二个方法更加灵活。三、基础知识填空1.程序的概念是（ ），进程的概念是（ ），线程的概念是（）。2.线程的两种实现方法，分别是继承（）和实现（）接口。3.线程的四个状态分别是（）、（）（、）和（）。Sleep是线程重要的方法其作用是（）。4.在自定义线程是，必须要要重写（）方法，通过（）启动线程对象。5.为了避免多个线程共享一个资源而引起的冲突，在Java中提供了关键字（）实现了资源锁，该关键字可以修饰方法也可以修饰程序段。四、程序填空采用继承Thread方法声明一个线程类publicclassmyThreadextends （publicmyThread( ){super(name);

）{

//继承线程类//构造方法中的参数}publicvoid (){System.out.println("welcome");

//线程中运行的方法}publicstaticvoidmain(String[]args){myThreadmyT=newmyThread("

线程

1");myT. ();

//启动线程}}采用实现Runnable接口方法声明一个线程类publicclassmyThread implements（publicmyThread(Stringname){(name);

）{}publicvoid (){System.out.println("welcome");}publicstaticvoidmain(String[]args){myThreadmyT=newmyThread("ThreadtMy=new.start();

线程1");(myT);}}2多线程累计器classSum{//共享资源，计数器

countintcount;

//共享资源publicintadd(){

//同步锁count=count+1;System.out.println("add:"+count);returncount;}}classSumThreadextendsThread{//定义线程privateSumsd;privateintsum=0;publicSumThread(Stringname,Sumsd){super(name);this.sd=sd;}publicvoidrun(){// 必需的重写try{for(inti=0;i<10;i++){sum+=sd.add();Thread.sleep( );}Thread.sleep(1000);}catch(Exceptione){}System.out.println(getName()+"累加和:"+sum);}publicintgetSum(){returnsum;}}publicclassSumDemo{publicstaticvoidmain(String[]args){Sumsd=newSum();//代表共享资源的变量SumThreadst1=newSumThread("线程1",sd);//创建完毕SumThreadst2=newSumThread("线程2",SumThreadst3=newSumThread("线程3",sd);st1. ;//使线程运行st2.start(); st3.start();st1. ; st2.join(); st3.join();

);System.out.println("总和为:"+(st1.getSum()+st2.getSum()+st3.getSum()));}}五、实验内容1．多线程累加示例。在本例中，实现

1－30

的累计，其中共享资源池为

1－30的数字的递增，采用了同步锁 synchronized。classSum{//共享资源，计数器privateintcount;//共享资源

countpublicintadd(){synchronized(this){//代码段1，共享锁，修饰程序段或者方法count=count+1;System.out.println("add:"+count);returncount;}}}classSumThreadimplementsRunnable{//定义线程privateSumsd;privateintsum=0;private int[]a=newint[10];publicSumThread(Stringname,Sumsd){super(name);this.sd=sd;}publicvoidrun(){// 必需的重写try{for(inti=0;i<10;i++){a[i]=sd.add();sum+=a[i];Thread.sleep(100);}Thread.sleep(1000);}catch(Exceptione){}System.out.println(getName()+"累加和:"+sum);}publicvoidshowData(){System.out.print(getName()+"获得的数为");for(inti=0;i<10;i++){if(i%10==0)System.out.println();System.out.print(a[i]+"+\t");}}publicintgetSum(){returnsum;}}publicclassSumDemo{publicstaticvoidmain(String[]args){Sumsd=newSum();//代表共享资源的变量SumThreads1=newSumThread("线程1",sd);//创建完毕SumThreads2=newSumThread("线程2",sd);SumThreads3=newSumThread("线程3",sd);Threadst1=newThread(s1);Threadst2=newThread(s2);Threadst3=newThread(s3);st1.setPriority(Thread.MAX_PRIORITY); //代码段2st2.setPriority(10);st3.setPriority(1);longbegin=System.currentTimeMillis();st1.start();//使线程运行st2.start(); st3.start();St1.join(); st2.join(); st3.join();st1.showData();st2.showData();st3.showData();System.out.println("总和为 :" +(st1.getSum() + st2.getSum()+st3.getSum()));longend=System.currentTimeMillis();System.out.println(“探测localhost的TCP端口，共耗时”+(end-begin)+"毫秒");} }报告内容：1．查看红色代码段1，观察保留synchronized和去掉，程序运行结果的变换；2．查看红色代码段2，为每个线程设置不同优先级，查看各线程所得到的结果；3．查找线程中方法 join的作用；4．修改程序为，可以实现 1－10000的累计，看 1个线程、10个线程和个线程完成累计所需要的时间差。2.采用多线程方式探测某主机上所有的import java.io.*;Import .*;classSum{//共享资源，计数器 countprivateintcount;//共享资源publicintadd(){synchronized(this){//代码段count=count+1;

TCP端口开放情况1，共享锁，修饰程序段或者方法System.out.println("add:"+count);returncount;}}}classScanThreadimplementsRunnable{//定义线程privateSumsd;privateintsum=0;privateStringhost;publicScanThread(Stringname,Sumsd,Stringhost){this.sd=sd;this.host=host;}publicvoidrun(){// 必需的重写intport;try{for(inti=0;i<65535;i++){port=sd.add();if(port>65535)break;try{Socketcs=newSocket(host,port);System.out.println("port"+port+" 出于开放状态 ");cs.close();}catch(Exceptione){System.err.println("port"+port+" 不能连接");}Thread.sleep(100);}Thread.sleep(1000);}catch(Exceptione){System.err.println("sleep

异常");}} }classScanDemo{publicstaticvoidmain(String[]args){Sumsd=newSum();//代表共享资源的变量ScanThreads1=newScanThread("线程1",sd,"localhost");//ScanThreads2=newScanThread("线程2",sd,"localhost");ScanThreads3=newScanThread("线程3",sd,"localhost");Threadst1=newThread(s1);Threadst2=newThread(s2);Threadst3=newThread(s3);try{

创建完毕longbegin=System.currentTimeMillis();st1.start();//使线程运行st2.start(); st3.start();st1.join(); st2.join(); st3.join();longend=System.currentTimeMillis();System.out.println(“探测localhost的TCP端口，共耗时 ”+(end-begin)+"毫秒");}catch(Exceptione){System.err.println(e.getMessage());}

}}报告内容：尝试增加更多的线程，查看测试效率结合Inetaddress探测主机所处局域网中所有计算机的

TCP

端口情况3．TCPSocket多线程通信importjava.io.*;import.*;importjava.util.*;@SuppressWarnings(value={"deprecation","unchecked"})publicclassMultiServerextendsThread{ServerSocketserverSocket=null;booleanlistening=true;intport=1080;intcount;publicMultiServer(){try{

//查阅该语句作用serverSocket=newServerSocket(port);System.out.println("TheChatServerislisteningon"+port);}catch(IOExceptione){System.err.println("Can'tlistenonPort");System.exit(1);}count=0;while(listening){try{newClientServiceThread(serverSocket.accept()).start();count+=1;System.out.println("TheChatServerget"+count+"Clients");}catch(IOExceptione){System.err.println("Can'tAccepttheClientConnectionApply");}}try{serverSocket.close();}catch(IOExceptione){System.exit(1);}this.start();}publicstaticvoidmain(Stringargs[]){MultiServerms=newMultiServer();}}classClientServiceThreadextendsThread{privateStringname="Client";privateSocketsocket=null;privateVectorclients=null;publicClientServiceThread(Socketsocket){super("ClientServiceThread");this.socket=socket;}publicClientServiceThread(Vectorclients,Socketsocket){super("ClientServiceThread");this.socket=socket;this.clients=clients;}publicvoidrun(){try{DataInputStreamin=newDataInputStream(newBufferedInputStream(socket.getInputStream()));PrintStreamout=newPrintStream(newBufferedOutputStream(socket.getOutputStream(),1024),true);StringinputLine,outputLine;GreetingProtocolgreeting=newGreetingProtocol();outputLine=cessInput(null);out.println("WelcometoMyChatServer, PleaseREGyourName,Format:name=yourname");out.flush();while((inputLine=in.readLine())!=null){System.out.println(+"Say:"+inputLine);if(inputLine.startsWith("name")){=inputLine.substring(inputLine.indexOf("=")+1);out.println("YourName"++"isREG");out.flush();}else{outputLine=cessInput(inputLine);out.println(outputLine);out.flush();}if(inputLine.equals("bye"))break;}out.close();in.close();socket.close();}catch(IOExceptione){e.printStackTrace();}}}报告内容：1）为该程序中，设置服务器最大的链接客户端数量，例如，最大数量为 50，当超过这个数字，服务器将主动拒绝新的客户端接入；2）测试，在你当前所使用计算机硬件环境下，所开设的服务器，可以最实现多少个客户端的链接；3）将该服务器类 有继承Thread，修改为实现 Runnable接口。在服务端使用Vector保存客户端信息，并转发信息给所有的客户端；为了保证消息的实时性，在客户端软件分别设立接受线程和发送线程。服务器端程序importjava.io.*;import.*;importjava.util.Vector;classMyServerimplementsRunnable{staticVector<Socket>clients=newVector();ServerSocketss=null;MyServer(intport){try{ss=newServerSocket(port); //端口号唯一标是本进程System.out.println("启动本地"+port+"端口");}catch(IOExceptione){System.err.println("启动本地"+port+"端口失败");System.exit(1);}}publicvoidrun(){Socketcs=null;try{while(true){cs=ss.accept();clients.add(cs);clientThreadct=newclientThread(cs);Threadtct=newThread(ct);tct.start();}}catch(IOExceptione){System.err.println(e.toString());}}classclientThreadimplementsRunnable{Socketcs=null;clientThread(Socketcs){this.cs=cs;}publicvoidrun(){StringinputStr,outputStr;try{DataOutputStreamos=newDataOutputStream(cs.getOutputStream());DataInputStreamis=newDataInputStream(cs.getInputStream());DataOutputStreamcos=null;os.writeUTF("WelcometoMyChatServer");os.flush();//立即将数据从输出缓存提交给网络发送while((inputStr=is.readUTF())!=null){System.out.println("Customer:"+inputStr);outputStr=inputStr; //将接收到的信息转发出去for(Socketc:clients){cos=newDataOutputStream(c.getOutputStream());cos.writeUTF(outputStr);cos.flush();}}os.close(); //流关闭is.close();cs.close(); //套接字关闭}catch(IOExceptione){System.err.println(e.getMessage());}}}publicstaticvoidmain(String[]args){MyServerms=newMyServer(8000);Threadtms=newThread(ms);tms.start();}}报告内容：添加方法可以打印出所有客户端的 Socket信息，并判断注册的用户名是否重复；客户端程序importjava.io.*;import.*;classexp_clientimplementsRunnable{Socketcs=null;StringhostName="localhost";intport=8000;DataInputStreamis =null;DataOutputStreamos=null;DataInputStreamstdIn=null;exp_client(StringhostName,intport){this.hostName=hostName;this.port=port;}publicvoidrun(){try{cs=newSocket(hostName,port);is=newDataInputStream(cs.getInputStream());os=newDataOutputStream(cs.getOutputStream());stdIn= newDataInputStream(System.in);System.out.println("客户端");os.writeUTF("你好服务器!");os.flush();newrcThread(cs).start();newscThread(