1、第9章 多线程,第9章 多线程,本章主要讲述如下内容： 多线程的概念； 线程的生命周期； 多线程编程中的常量和方法； 线程调度方法； 资源冲突与协调； 线程之间的通信。,Java中多线程的基本概念,在多线程模型中，多个线程共存于同一块内存中，且共享资源。每个线程分配有限的时间片来处理任务。由于CPU在各个线程之间的切换速度非常快，用户感觉不到，从而认为并行运行。,多线程的特点,多个线程在运行时，系统自动在线程之间进行切换；由于多个线程共存于同一块内存，线程之间的通信非常容易；Java将线程视为一个对象。线程要么是Thread类的对象，要么是接口Runnable的对象。,多线程的特点(续),当多
2、个线程并行执行时，具有较高优先级的线程将获得较多的CPU时间片；优先级是从0到10的整数，并且它仅表示线程之间的相对关系；多个线程共享一组资源，有可能在运行时产生冲突。必须采用synchronized关键字协调资源，实现线程同步。,多线程编程中常用的常量和方法,线程类Thread定义在java.lang包中；Thread类包含的常量有： (1) public static final int MAX_PRIORITY最大优先级，值是10。 (2) public static final int MIN_PRIORITY最小优先级，值是1。 (3) public static final int
3、 NORM_PRIORITY缺省优先级，值是5。,多线程编程中常用的常量和方法(续),常用方法： currentThread( ) 返回当前运行的线程对象，是一个静态的方法。 sleep(int n) 使当前运行的线程睡n个毫秒，然后继续执行，也是静态方法。 yield( ) 使当前运行的线程放弃执行，切换到其它线程，是一个静态方法。 isAlive( ) 判断线程是否处于执行的状态，返回值true表示处于运行状态，false表示已停止。 start( ) 使调用该方法的线程开始执行。 run( ) 该方法由start( )方法自动调用。,多线程编程中常用的常量和方法(续),常用方法： sto
4、p( ) 使线程停止执行，并退出可执行状态。 suspend( ) 使线程暂停执行，不退出可执行态。 resume( ) 将暂停的线程继续执行。 setName(String s) 赋予线程一个名字。 getName( ) 获得调用线程的名字。 getPriority( ) 获得调用线程的优先级。 setPriority(int p) 设置线程的优先级。 join( ) 等待线程死亡，若中断了该线程，将抛出异常。,多线程编程中常用的常量和方法(续),注意1：在创建线程对象时，缺省的线程优先级是5，一般设置优先级4到6之间，不要设置为10，否则其它线程将执行不到。 注意2：Java的调度器能使高
5、优先级的线程始终运行，一旦CPU有空闲，具有同等优先级的线程，以轮流的方式顺序使用时间片。,线程的生命周期,线程的生命周期,例9-1：单线程 源程序 运行,创建多线程的方法,方法1：通过Thread类的子类实现多线程。方法2：定义一个实现Runnable接口的类实现多线程。,创建多线程的方法(续),方法1：通过创建Thread类的子类实现多线程，步骤如下 ： (1) 定义Thread类的一个子类。 (2) 定义子类中的方法run( )，覆盖父类中的 方法run( )。 (3) 创建该子类的一个线程对象。 (4) 通过start( )方法启动线程。例9-2： 源程序 运行,创建多线程的方法(续)
6、,方法2：通过接口创建多线程，步骤如下： (1)定义一个实现Runnable接口的类。 (2)定义方法run( )。Runnable接口中有一个空的方法run( )，实现它的类必须覆盖此方法。 (3)创建该类的一个线程对象，并将该对象作参数，传递给Thread类的构造函数，从而生成Thread类的一个对象。 注意这一步! (4)通过start( )方法启动线程。例9-3： 源程序 运行,创建多线程的方法(续),例9-3中需要注意的2点： (1) mt1.join( )是等待线程死亡，对该方法必须捕捉异常，或通过throws关键字指明可能要发生的异常。 (2) 对一个线程不能调用start( )
7、两次，否则会产生IllegalThreadStateException异常。,线程调度模型,线程调度程序挑选线程时，将选择处于就绪状态且优先级最高的线程。如果多个线程具有相同的优先级，它们将被轮流调度。例9-4：验证Java对多线程的调度方法。源程序 运行思考：在run()方法中，通过线程睡眠2个毫秒，模拟程序的执行。如果不睡眠，你知道输出什么结果吗？为什么？,资源冲突,多个线程同时运行虽然可以提高程序的执行效率，但由于共享一组资源，可能会产生冲突。例9-5： 源程序 运行,同步方法,Java通过关键字synchronized实现同步。当对一个对象(含方法)使用synchronized，这个对
8、象便被锁定或者说进入了监视器。在一个时刻只能有一个线程可以访问被锁定的对象。它访问结束时，让高优先级并处于就绪状态的线程，继续访问被锁定的对象，从而实现资源同步。 加锁的方法有两种： 锁定冲突的对象 锁定冲突的方法,同步方法(续),(1) 锁定冲突的对象。语法格式：,synchronized ( ObjRef )Block / 需要同步执行的语句体 锁定对象可以出现在任何一个方法中。,例如，修改程序9-5中的方法run( ) 如下：,public void run( ) synchronized(UserObj) UserObj.Play(num); 运行结果如下： 运行线程 NO：1 结束线
9、程 NO：1 运行线程 NO：2 结束线程 NO：2 运行线程 NO：3 结束线程 NO：3,同步方法(续),同步方法(续),(2) 锁定冲突的方法。语法格式：,synchronized 方法的定义,例：修改程序9-5中的方法Play( ) 如下： synchronized void Play(int n) / 中间的程序代码略,注意： (1) 对方法run( )无法加锁，不可避免冲突； (2) 对构造函数不能加锁，否则出现语法错误。,线程间通信,多线程通信的方法有两种：(1) 把共享变量和方法封装在一个类中实现；(2) 通过wait( )和notify( )方法实现。,通过封装共享变量实现线
10、程通信,例9-6：通过将共享变量封装在一个类中，实现线程通信 源程序 运行,通过系统方法实现线程通信,线程同步控制的第二种方法是采用如下几个系统方法： (1) wait( )方法：使一个线程进入等待状态，直到被唤醒。(2) notify( )方法：通知等待监视器的线程，该对象的状态已经发生了改变。 (3) notifyAll( )方法：唤醒从同一个监视器中用wait( )方法退出的所有线程，使它们按照优先级的顺序重新排队。例9-7：源程序 运行,线程调度建议,线程进入等待队列的方式有： 线程a正在使用某对象，线程b调用该对象的同步方法，则b进入队列； 调用wait( )方法使线程进入队列。 当一个同步方法调用返回时，或一个方法调用了wait( )方法时，另一线程就可访问冲突的对象。 线程调度程序在队列中选取优先级最高的线程。如果一个线程因调用wait( )而进入队列，则必须调用notify( )才能“解冻”该线程。,
