java语言程序设计-第九章.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,Java面向对象程序设计,第9章 多线程,1,本章主要内容,多线程的概念,线程的创建,继承java.lang.Thread类,实现java.lang.Runnable接口,设置线程为后台线程、设置线程的优先级,线程的同步：售票问题,程序块同步,方法同步,线程间的通信：生产者与消费者问题,线程的终止,2,多线程概述,并行编程通常能够显著地提高程序的性能。,多进程：在操作系统中能同时运行多个任务(程序)。,多线程：在同一应用程序(进程)中有多个顺序流同时执行。,线程与进程的区别：每个进程都有自己的一组完整的变量，而线程则共享相同的数据。,一个运行中的Java程序是一个进程且至少包含一个线程，该线程也称为主线程。,3,Java中使用多线程,通常有两种建立线程的方法：,继承java.lang.Thread类,实现java.lang.Runnable接口,Runnable接口,public interface Runnable,public void run();,/线程体,Thread类,public class Thread implements Runnable,public void run();,/线程体,public void start();,/启动线程,4,继承Thread类实现多线程,设置后台线程（守护线程）：,setDaemon(true),当 Java 虚拟机启动时，通常都会有单个非守护线程（它通常会调用某个指定类的 main 方法）。Java 虚拟机会继续执行线程，直到下列任一情况出现时为止：,调用了 Runtime 类的 exit 方法，并且安全管理器允许退出操作发生。,非守护线程的所有线程都已停止运行。,暂停线程：,yield(),演示线程暂停和后台线程,6,继承Thread类实现多线程,线程的优先级,每个线程都维护一个优先级的属性，该属性代表了该线程在程序中的重要程度，Java虚拟机将选择优先级最高的线程进入运行状态。,Thread类中提供了一些常量来表示某些优先级，Thread.MIN_PRIORITY表示最低优先级，Thread.MAX_PRIORITY表示最高优先级，Thread.NORM_PRIORITY表示普通优先级，默认情况下，线程的优先级是普通优先级。,除了这三个优先级，Java一共支持10个优先级。,通过Thread.setPriority()和Thread.getPriority()对线程的优先级进行修改与读取。,演示设置线程优先级,7,实现Runnable接口实现多线程,通过实现Runnable接口来实现线程，需要以下几步：,（1）编写类，声明要实现Runnable接口：,public class SimpleThread implements Runnable,（2）实现线程体run()方法，这里的代码是核心代码，run方法结束意味着线程结束：,public void run().,（3）利用Thread其它的构造方法来构造线程对象，此时线程并没有执行：,SimpleThread st=new SimpleThread();,Thread t=new Thread(st);,/st即为线程对象,（4）调用线程对象的start()方法，启动线程：,t.start();,演示实现Runnable接口实现多线程,8,多线程实例售票系统,public void run()throws InterruptedException,while(true),if(tickets=0),return;,Thread.sleep(1000);,/利用线程休眠模拟卖票的时间,System.out.println(Thread.currentThread().getName(),+(+tickets-+);,存在问题：当卖最后一张票时，多个线程由于时间片轮换有可能均执行到输出语句，因此，出现卖出第0、-1、-2张票的现象。,演示实现多线程售票系统存在问题,10,线程的同步,为了解决资源共享问题，使用加锁机制，即每一时刻只能有一个线程对共享资源进行读写，就像上了一把锁，只有拥有钥匙的线程才能访问。当线程不再访问共享资源时，再把钥匙交出，由其它想访问该资源的线程竞争访问权。这种对共享资源加以控制的方法，称为同步。,Java语言为了解决同步问题，提供了一个关键字synchronized。这个关键字有两种使用方式：程序块同步和对方法同步。,演示线程同步,11,生产者与消费者问题,【例9.6】生产中消费者问题对线程间通信做具体的介绍。系统由生产者线程、消费者线程以及一个共享缓冲区组成，其中：,1.生产者不断写入，直到共享缓冲区满为止，一旦共享缓冲区有空间，生产者继续写入；,2.消费者不断读出，直到共享缓冲区为空，一旦共享缓冲区有内容，消费者继续读出；,3.共享缓冲器内部空间为N（本例设N=1），任一时刻只能有一个线程对缓冲区操作。,演示线程间通信,13,使用Executors创建线程池,Java从1.5版本开始提供Executor。Executor是一个接口，实现此接口的子类作为一个辅助类，能够执行已提交的具有Runnable接口的任务对象。该接口为线程提供一种将任务提交与每个任务将如何运行的机制（包括线程使用的细节、调度等）分离开来的方法。,接口ExecutorService继承了Executor，是一个使用更加广泛的接口。,为了获得一个ExecutorService类型的实例，需要使用Executors工厂类。,15,使用Executors创建线程池,【例9.7】修改例9.6生产者消费者问题，利用Executors建立一个线程池并启动多个线程。为了实现本例，首先需要已经实现Runnable接口的线程体，例9.6中的Producer和Consumer已经符合要求，只需要修改Main，利用Executors来启动多个线程即可。,import java.util.concurrent.ExecutorService;,import java.util.concurrent.Executors;,public class Main,public static void main(String args),/建立线程池,ExecutorService exec=Executors.newCachedThreadPool();,Queue q=new Queue();,exec.execute(new Producer(q);/执行生产者线程,exec.execute(new Consumer(q);/执行消费者线程,exec.shutdown();/不再接收新的线程,16,