Java多线程程序设计初步入门

在Java语言产生前 传统的程序设计语言的程序同一时刻只能单任务 *** 作 效率非常低 例如程序往往在接收数据输入时发生阻塞 只有等到程序获得数据后才能继续运行 随着Internet的迅猛发展 这种状况越来越不能让人们忍受 如果网络接收数据阻塞 后台程序就处于等待状态而不继续任何 *** 作 而这种阻塞是经常会碰到的 此时CPU资源被白白的闲置起来 如果在后台程序中能够同时处理多个任务 该多好啊！应Internet技术而生的Java语言解决了这个问题 多线程程序是Java语言的一个很重要的特点 在一个Java程序中 我们可以同时并行运行多个相对独立的线程 例如 我们如果创建一个线程来进行数据输入输出 而创建另一个线程在后台进行其它的数据处理 如果输入输出线程在接收数据时阻塞 而处理数据的线程仍然在运行 多线程程序设计大大提高了程序执行效率和处理能力

线程的创建

我们知道Java是面向对象的程序语言 用Java进行程序设计就是设计和使用类 Java为我们提供了线程类Thread来创建线程 创建线程与创建普通的类的对象的 *** 作是一样的 而线程就是Thread类或其子类的实例对象 下面是一个创建启动一个线程的语句

Thread thread =new Thread()file://声明一个对象实例 即创建一个线程

Thread run()file://用Thread类中的run()方法启动线程

从这个例子 我们可以通过Thread（）构造方法创建一个线程 并启动该线程 事实上 启动线程 也就是启动线程的run（）方法 而Thread类中的run（）方法没有任何 *** 作语句 所以这个线程没有任何 *** 作 要使线程实现预定功能 必须定义自己的run（）方法 Java中通常有两种方式定义run（）方法

通过定义一个Thread类的子类 在该子类中重写run（）方法 Thread子类的实例对象就是一个线程 显然 该线程有我们自己设计的线程体run（）方法 启动线程就启动了子类中重写的run（）方法

通过Runnable接口 在该接口中定义run（）方法的接口 所谓接口跟类非常类似 主要用来实现特殊功能 如复杂关系的多重继承功能 在此 我们定义一个实现Runnable（） 接口的类 在该类中定义自己的run（）方法 然后以该类的实例对象为参数调用Thread类的构造方法来创建一个线程

线程被实际创建后处于待命状态 激活（启动）线程就是启动线程的run（）方法 这是通过调用线程的start（）方法来实现的

下面一个例子实践了如何通过上述两种方法创建线程并启动它们

// 通过Thread类的子类创建的线程 　 class thread extends Thread { file://自定义线程的run()方法 　 public void run() { 　 System out println( Thread is running… )} 　 } 　 file://通过Runnable接口创建的另外一个线程 class thread implements Runnable 　 { file://自定义线程的run()方法 public void run() { 　 System out println( Thread is running… )} 　 } 　 file://程序的主类 　 class Multi_Thread file://声明主类 { 　 plubic static void mail(String args[]) file://声明主方法 { 　 thread threadone=new thread ()file://用Thread类的子类创建线程 　 Thread threado=new Thread(new thread ())file://用Runnable接口类的对象创建线程 　 threadone start()threado start()file://strat()方法启动线程 } 　 }

运行该程序就可以看出 线程threadone和threado交替占用CPU 处于并行运行状态 可以看出 启动线程的run()方法是通过调用线程的start()方法来实现的(见上例中主类) 调用start()方法启动线程的run()方法不同于一般的调用方法 调用一般方法时 必须等到一般方法执行完毕才能够返回start()方法 而启动线程的run()方法后 start()告诉系统该线程准备就绪可以启动run()方法后 就返回start()方法执行调用start()方法语句下面的语句 这时run()方法可能还在运行 这样 线程的启动和运行并行进行 实现了多任务 *** 作

线程的优先级

对于多线程程序 每个线程的重要程度是不尽相同 如多个线程在等待获得CPU时间时 往往我们需要优先级高的线程优先抢占到CPU时间得以执行 又如多个线程交替执行时 优先级决定了级别高的线程得到CPU的次数多一些且时间多长一些 这样 高优先级的线程处理的任务效率就高一些

Java中线程的优先级从低到高以整数 ~ 表示 共分为 级 设置优先级是通过调用线程对象的setPriority()方法 如上例中 设置优先级的语句为

thread threadone=new thread ()file://用Thread类的子类创建线程

Thread threado=new Thread(new thread ())file://用Runnable接口类的对象创建线程

threadone setPriority( )file://设置threadone的优先级

threado setPriority( )file://设置threado的优先级

threadone start()threado start()file://strat()方法启动线程

这样 线程threadone将会优先于线程threado执行 并将占有更多的CPU时间 该例中 优先级设置放在线程启动前 也可以在启动后进行设置 以满足不同的优先级需求

线程的（同步）控制

一个Java程序的多线程之间可以共享数据 当线程以异步方式访问共享数据时 有时候是不安全的或者不和逻辑的 比如 同一时刻一个线程在读取数据 另外一个线程在处理数据 当处理数据的线程没有等到读取数据的线程读取完毕就去处理数据 必然得到错误的处理结果 这和我们前面提到的读取数据和处理数据并行多任务并不矛盾 这儿指的是处理数据的线程不能处理当前还没有读取结束的数据 但是可以处理其它的数据

如果我们采用多线程同步控制机制 等到第一个线程读取完数据 第二个线程才能处理该数据 就会避免错误 可见 线程同步是多线程编程的一个相当重要的技术

在讲线程的同步控制前我们需要交代如下概念

用Java关键字synchonized同步对共享数据 *** 作的方法

在一个对象中 用synchonized声明的方法为同步方法 Java中有一个同步模型 监视器 负责管理线程对对象中的同步方法的访问 它的原理是 赋予该对象唯一一把 钥匙 当多个线程进入对象 只有取得该对象钥匙的线程才可以访问同步方法 其它线程在该对象中等待 直到该线程用wait（）方法放弃这把钥匙 其它等待的线程抢占该钥匙 抢占到钥匙的线程后才可得以执行 而没有取得钥匙的线程仍被阻塞在该对象中等待

file://声明同步的一种方式 将方法声明同步

class store　 {public synchonized void store_in(){… }public synchonized void store_out(){　 … }}

  利用wait（） notify（）及notifyAll（）方法发送消息实现线程间的相互联系

Java程序中多个线程通过消息来实现互动联系的 这几种方法实现了线程间的消息发送 例如定义一个对象的synchonized 方法 同一时刻只能够有一个线程访问该对象中的同步方法 其它线程被阻塞 通常可以用notify（）或notifyAll（）方法唤醒其它一个或所有线程 而使用wait（）方法来使该线程处于阻塞状态 等待其它的线程用notify（）唤醒

一个实际的例子就是生产和销售 生产单元将产品生产出来放在仓库中 销售单元则从仓库中提走产品 在这个过程中 销售单元必须在仓库中有产品时才能提货 如果仓库中没有产品 则销售单元必须等待

程序中 假如我们定义一个仓库类store 该类的实例对象就相当于仓库 在store类中定义两个成员方法 store_in（） 用来模拟产品制造者往仓库中添加产品 strore_out（）方法则用来模拟销售者从仓库中取走产品 然后定义两个线程类 customer类 其中的run（）方法通过调用仓库类中的store_out（）从仓库中取走产品 模拟销售者 另外一个线程类producer中的run（）方法通过调用仓库类中的store_in（）方法向仓库添加产品 模拟产品制造者 在主类中创建并启动线程 实现向仓库中添加产品或取走产品

如果仓库类中的store_in（） 和store_out（）方法不声明同步 这就是个一般的多线程 我们知道 一个程序中的多线程是交替执行的 运行也是无序的 这样 就可能存在这样的问题

仓库中没有产品了 销售者还在不断光顾 而且还不停的在 取 产品 这在现实中是不可思义的 在程序中就表现为负值 如果将仓库类中的stroe_in（）和store_out（）方法声明同步 如上例所示 就控制了同一时刻只能有一个线程访问仓库对象中的同步方法 即一个生产类线程访问被声明为同步的store_in（）方法时 其它线程将不能够访问对象中的store_out（）同步方法 当然也不能访问store_in（）方法 必须等到该线程调用wait（）方法放弃钥匙 其它线程才有机会访问同步方法

lishixinzhi/Article/program/Java/gj/201311/27301

　这个程序的执行顺序不不一定的，它的执行顺序还跟线程分的时间片有关

CPU运算的时间 是分时间片 分给不同的线程的 一个线程执行完 或者用完了当前它分到的那个时间片 他就得让出CPU给其他线程使用啦！

线程化是允许多个活动共存于一个进程中的工具。大多数现代的 *** 作系统都支持线程，而且线程的概念以各种形式已存在了好多年。Java 是第一个在语言本身中显式地包含线程的主流编程语言，它没有把线程化看作是底层 *** 作系统的工具。

有时候，线程也称作轻量级进程。就象进程一样，线程在程序中是独立的、并发的执行路径，每个线程有它自己的堆栈、自己的程序计数器和自己的局部变量。但是，与分隔的进程相比，进程中的线程之间的隔离程度要小。它们共享内存、文件句柄和其它每个进程应有的状态。

进程可以支持多个线程，它们看似同时执行，但互相之间并不同步。一个进程中的多个线程共享相同的内存地址空间，这就意味着它们可以访问相同的变量和对象，而且它们从同一堆中分配对象。尽管这让线程之间共享信息变得更容易，但您必须小心，确保它们不会妨碍同一进程里的其它线程。

Java 线程工具和 API 看似简单。但是，编写有效使用线程的复杂程序并不十分容易。因为有多个线程共存在相同的内存空间中并共享相同的变量，所以您必须小心，确保您的线程不会互相干扰。

每个 Java 程序都使用线程

每个 Java 程序都至少有一个线程 ― 主线程。当一个 Java 程序启动时，JVM 会创建主线程，并在该线程中调用程序的 main() 方法。

JVM 还创建了其它线程，您通常都看不到它们 ― 例如，与垃圾收集、对象终止和其它 JVM 内务处理任务相关的线程。其它工具也创建线程，如 AWT（抽象窗口工具箱（Abstract Windowing Toolkit））或 Swing UI 工具箱、servlet 容器、应用程序服务器和 RMI（远程方法调用（Remote Method Invocation））。

---