Java程序设计教程课件：Java多线程

Java多线程Java

Java

多线程处理机制线程的生命周期创建线程的方法线程同步线程联合

…

守护线程

本章内容提要

…0在程序设计中，经常会遇到多个任务同时执行的情况，这种资源被交替占用的任务执行

过程，被称为多线程处理，其中，每个任务一

次动态执行过程被称为进程。进程执行过程中

的暂停被称为中断。进程通过中断被分解成了

若干段，每一段被称为一个线程。10.1Java多线程处理机制在Java语言的运行环境中(JVM),

内

置了一个线程调度器，用于确定某一时刻由哪一

个线程占用计算机资源进行执行，从而实现了

多线程操作。当Java程序开始运行时

，main()

方法首先执行，此时线程调度器会开启一个线

程，即为主线程

(Java

Applet的主线程是Web

浏览器)

,

负

责main()方法的执行，除主线程

之外的线程被称为其它线程。10.1Java多线程处理机制10.2线程的生命周期Java线程从最初的创建直至最后执行的结束，需要遵循一个生命周期。利用生命周期，使得线程更加容易被分析和控制。线程的生命周期分为四个阶段一新建、运行、中断、死亡。转换过程如下图：新建

入队

等待队列

出队

运行执行结束中断解除

导致中断中断

死亡图10.1线程生命周期线程对象定义后，线程直接进入新建状态。处于

新建状态的线程不占用计算机资源。2.

运行当线程占用计算机资源时，就进入了运行状态。

线程由新建状态转入运行状态并不是直接完成的，需

要进入一个由进程调度器控制的等待队列，等待计算

机资源的闲置(被其它线程释放),当计算机资源闲

置时

，依据队列的先进先出性，最先进入等待队列的

线程最先出队，获得计算机资源，转入运行状态。10.2线程的生命周期1.新建3.

中

断处于运行状态的线程必须在运行一段时间后让出计算机资源，这就是线程的中断。中断

原因包括：》阻

塞》线程调度器的控制》通过sleep(long

mill)方法》通过wait()方法10.2线程的生命周期当线程中断解除时(例如：通过Scanner类的方法输入了数据、经

过mill

毫秒后休眠结束),线

程并不会立刻返回运行状态，而是重新进入等待队

列进行排队，并依据队列先进先出的使用原则，占

用计算机资源，进入运行状态。4

.

死亡线程执行完毕后，就进入了最后的死亡状态，

线程的生命周期同时结束。10.2线程的生命周期Java

多线程的实现是通过创建线程对象开始的。线程对象的创建有两种方法一利用Thread类的子类创建线程和使用Runnable接口创建线程。两种方法相比，第一种较为简单，

第二种更加灵活。10.3创建线程的方法1.利用Thread

类的子类创建线程Thread类位于java.lang

包中，是Java语

言提供的线程类。定义一个继承Thread类的

子类，在该类中重写Thread类中的publicvoid

run()方法，当子类对象一线程对象获

得资源时，会调用run()方法，执行线程操作。10.3创建线程的方法10.3创建线程的方法例10-1classSimpleThreadextendsThread{

publicvoidrun(){Sysntln(getName()+i);sleep((int)(Math.random()*1000));}catch(InterruptedExceptione){Sysntln(e);Sysntln("DONE!"+getName());for(int

i=0;i<3;i++){try{class

Example10_1{public

static

void

main(String

args[){SimpleThreadone=newSimpleThread();

one.setName("oneThread");one.start();SimpleThreadtwo=newSimpleThread();

two.setName("twoThread");two.start();10.3创建线程的方法2.使用Runnable接口对象创建线程利用Thread类定义直接线程对象，此时，调用

的Thread类的构造方法需要设置一个对象做参数，

而定义该对象的类必须实现jRunnable接口，这个

对象被称为线程对象的目标对象。Runnable接口中

定义了public

void

run()方法，定义目标对象的

类使用了Runnable接口，必须重写其中的publicvoidrun()方法。10.3创建线程的方法例10-2import

jDate;importjGraphics;publicclass

Example10_2extendsjApplet

implements

Runnable{ThreadclockThread;publicvoidstart(){if(clockThread==null){clockThread=newThread(this,"Clock");

clockThread.start();10.3创建线程的方法publicvoid

run(){while(clockThread

I=null){int();clockThread.sleep(1000);}catch(InterruptedExceptioneSysntln(e);tryrep10.3创建线程的方法publicvoidpaint(Graphicsg){

Date

now=new

Date();g.drawString(now.toString(),5,10);public

void

stop({clockThread.stop();clockThread=null;10.3创建线程的方法10.3创建线程的方法3.线程常用操作方法public

void

start()使线程进入等待队列public

void

run()使线程进入运行状态public

boolean

isAlive()判断线程是否处于运行状态public

static

void

sleep(long

mill)使正在运行的线程休眠(中断)mill

毫秒publicstaticThreadcurrentThread()获取正在运行的线程对象public

void

interrupt()吵醒正在休眠的线程10.3创建线程的方法■例10-3■publicclassThreadMethodimplements

Runnable{

Thread

liLei,fire

,alarm;■

ThreadMethod(){liLei=new

Thread(this);public

void

run(){long

time=0;while(true){if(Thread.currentThread()==liLei)Sysntln("李雷今天太累了，抽着烟睡着了

……

.");try{fire

=new

Thread(this);fire.start();Thread.sleep(1000*60*60);}catch(InterruptedException

e){Sysntln("

李雷被报警声叫醒了!");errupt();return;}else

if(Thread.currentThread()==fire){if(time==0){Sysntln("

李雷的烟头点燃了地毯，李雷还在睡10.3创建线程的方法try{fire

=new

Thread(this);fire.start();Thread.sleep(1000*60*60);}catch(InterruptedException

e){Sysntln("

李雷被报警声叫醒了!");

errupt();return;}else

if(Thread.currentThread()==fire){

if(time==0){Sysntln("

李雷的烟头点燃了地毯，李雷还在睡10.3创建线程的方法10.3创建线程的方法time=2000;try{Thread.sleep(time);}catch(InterruptedExceptione){Sysntln(e);}else

if(time>0&&time<3000){Sysntln("地毯着火了，李雷还没醒!!!");

time=4000;try{Thread.sleep(time);}catch(InterruptedExceptione){Sysntln(e);}else

if(time>3000){Sysntln("

火势越来越大……");alarm=new

Thread(this);alarm.start();try{Thread.sleep(time);}catch(InterruptedExceptione){Sysntln("扑灭了地毯上的火，吸烟真是危险啊!");return;}else

if(Thread.currentThread()==alarm){Sysntln("报警器被触发啦!");10.3创建线程的方法10.3创建线程的方法Thread.sleep(500);

}catch(InterruptedExceptione)Sysntln(e);liLerrupt();return;class

Example10_3{publicstaticvoidmain(String)args{ThreadMethodmethod=newThreadMethod();metrt();try{■4.多线程中的共享与独享当多个线程使用同一个目标对象时，它们都

将利用目标对象所属类中重写的run()方法进行线程

的执行。此时，如果run()

方法中使用了类中的成员

变量，那么该成员变量的操作对每个线程都是开放

的一目标对象的成员变量被多个线程的访问共享。但是，对于run()方法中定义的局部变量，由于其是

在每个线程调用run()

方法时被分配内存空间，调

用

结束后又立即释放内存空间，因此仅被每个线程的

访问独享。10.3创建线程的方法class

SavingBox

implements

Runnable{double

balance;publicvoid

run(){int

count=0;while(true){balance=balance+1000;count++;try{Sysntln(Thread.currentThread().getName()+"第"+count+”次存钱，存钱盒目前有"+balance+"元。");if(count==3){Sysntln(Thread.currentThread().getName()+存了"+count+"次，本月存钱结束。");10.3创建线程的方法Thread.sleep(2000);}catch(InterruptedExceptione){Sysntln(e);}}public

class

Example10_4{public

static

void

main(String[]args)SavingBoxbox=newSavingBox();Thread

liLei=newThread(box);liLei.setName("李雷");Thread

hanMeiMei=newThread(box);

hanMeiMei.setName(“韩梅梅”);liLei.start();10.3创建线程的方法return;

10.4线程同步

使用相同目标对象的线程会共享目标对象的成员变量，有时这种情况需要避免，即当一个线

程访问共享成员变量时，即使该线程因休眠而中断，其它线程也需要等待，直到访问结束，其它

线程才可以进行访问，这种情况被称为线程同

步

或线程级安全。要实现线程同步，需要使用synchronized关键字修饰共享成员变量的访问方法，这个方法被称为同步方法。

10.4线程同步

同步方法中，sleep()方法的调用不会引起中断

。此

时

，若想通过程序设计中断同步，只能通

过Thread类中的wait()方法完成，而解除wait()

方法的中断需调用notifyAl1()方法。notifyAl1()方法会使所有因wait()方法调用而中

断的线程结束中断，按“先中断先入队”的原则进入等待队列，等待资源的空闲，准备从中断位

置继续执行。

10.4线程同步

例10-5classAccount{doublebalance;publicsynchronizedvoiddeposit(doublemoney){balance=balance+money;Sysntln("存入"+money+"

元，账户余额"+balance+"元。");Thread.sleep(1000);}catch(InterruptedExceptione){Sysntln(e);notifyAll();try{

10.4线程同步

publicsynchronizedvoidwithdraw(doublemoney){}catch(InterruptedExceptione){Sysntln(e);balance=balance-money;Sysntln("取出"+money+"元，账户余额"+balance+"元。while(balance<money){Sysntln("账户余额不足，等待存款。");try{

wait();

10.4线程同步

classSynchroTest

implements

Runnable{Thread

liLei,hanMeiMei;Accountaccount;SynchroTest(){liLei=new

Thread(this);hanMeiMei=newThread(this);account=new

Account();publicvoid

run(){if(Thread.currentThread()==liLei){for(int

i=1;i<=3;i++){Sysntln("李雷挣钱，将工资悉数存入家庭银行

…

…

.");account.deposit(1000);try{

10.4线程同步

Thread.sleep(2000);}catch(InterruptedExceptione){Sysntln(e);

(

(i

r;

3.c;

tThread()==hanMeiMei){Sysntln("韩梅梅把握家中的开支，从家庭银行取钱……");account.withdraw(800);publiccl

ss

Example10_5{publicstaticvoidmain(String[]args){SynchroTestsynchro=newSynchroTest();syncrt();syncrt();}aJ1hinte

iforels

10.5线程联合

当一个线程正在运行时，可以与另一个线程进

行联合，此时

，正在运行的线程会中断执行，将计

算机资源交给联合的线程，直到联合的线程运行结

束，才会结束中断，进入等待队列排队，准备获取计算机资源，恢复运行。线程对象调用join()方法，表示进行线程联合操作。由于join()方法声明

了InterruptedException

异常，因此在方法调用位

置需要进行异常捕获。例子10-6演示了线程联合。

10.5线程联合

例10-6classThreadJoinTest

implements

Runnable{Threadtourist,policeOffice;ThreadJoinTest(){tourist=newThread(this);tourist.setName(”李雷");publicvoid

run(){if(Thread.currentThread()==tourist){Sysntln("李雷计划去国外旅游，需要先到警察局办理护Thread.sleep(1000);policeOffice=newThread(this);policeOffice.start();policeOffice.join();try{

10.5线程联合

}catch(InterruptedExceptione){Sysntln(e);Sysntln("李雷拿到了护照，可以去办理签证，准备出国了。");

}elseif(Thread.currentThread()==policeOffice){try{Sysntln("李雷来到警察局正在填写申请表…….");Thread.sleep(1000);Sysntln("照相…….");Thread.sleep(1000);Sysntln("将申请表和照片交给警察审核…….");

10.5线程联合

Thread.sleep(1000);Sysntln("审核通过，交款，15个工作日后领取护照!");Thread.sleep(2000);}catch(InterruptedExceptione){■

Sysntln(e);■publicclass

Example10_6{■publicstatic

void

main(String[]args)ThreadJoinTest

joinTest=