多线程程序设计.ppt

Xueping Shen java多线程程序设计 shenxueping@buaa.edu.cn 主要知识点 线程的概念 线程的调度 创建和启动线程 Thread线程类、 Runnable接口 多个线程的同步 线程之间的通信 多线程 程序：是一段静态的代码，它是应用程序执行的蓝本。 进程：是程序的一次动态执行过程，它对应了从代码加载、执行到执行完毕的一个完整过程，也是进程本身从产生、发展至消亡的过程。 目前所流行的操作系统中，大部分都是支持多任务的(如Windows 3.X，Windows NT，Windows 95，OS/2及UNIX的各个版本)，这实际就是一种多进程的概念——每一个任务就是一个进程。 线程：比进程更小的执行单位。一个进程在执行过程中，为了同时完成多项操作，可以产生多个线程，形成多条执行线索。每个线程都有它自身的产生、存在和消亡的过程。 线程和进程之间的关系： 多进程环境中每一个进程既包括其所要执行的指令, 也包括执行指令所需的任何系统资源, 如CPU、内存空间、I/O端口等,不同进程所占用的系统资源相对独立； 线程是比进程单位更小的执行单位，多线程环境中每一个线程都隶属于某一进程,由进程触发执行,在系统资源的使用上,属于同一进程的所有线程共享该进程的系统资源； 与进程不同的是线程本身即没有入口，也没有出口，其自身也不能独立运行，它栖身于某个进程之中，由进程启动运行，完成其任务后，自动终止，也可以由进程使之强制终止。 多线程程序设计： 是指单个程序包含并发执行的多个线程。当多线程程序执行时，该程序对应的进程中就有多个控制流在同时执行，即具有并发执行的多个线程； 例如： PV操作 Web Server接受客户端的请求问题 银行问题 网络聊天(一对多)程序 为什么要使用多线程？ 由于线程在程序内部，多个线程共享一些系统的开销，而线程本身的数据通常只有微处理器的寄存器数据，以及一个供程序执行时使用的堆栈。 例如线程之间共享相同的内存单元(代码和数据)，因此在线程间切换，不需要很大的系统开销，所以线程之间的切换速度远远比进程之间快，线程之间的通信也比进程通信快的多。 多个线程轮流抢占CPU资源而运行时，从微观上讲，一个时间里只能有一个作业被执行，在宏观上可使多个作业被同时执行，即等同于要让多台计算机同时工作，使系统资源特别是CPU的利用率得到提高，从而可以提高整个程序的执行效率。 线程运行环境 线程的调度（1） 微观上，在一台只具有一个CPU的机器上，CPU在同一时间只能分配给一个线程做一件事。 当有多于一个的线程工作时，在Java中，线程调度通常是抢占式(即哪一个线程先抢到CPU资源则先运行)，而不是分时间片式。 一旦一个线程获得执行权，这个线程将持续运行下去，直到它运行结束或因为某种原因而阻塞，或者有另一个高优先级线程就绪（这种情况称为低优先级线程被高优先级线程所抢占）。 线程的调度（2） 所有被阻塞的线程按次序排列，组成一个阻塞队列。例如: 因为需要等待一个较慢的外部设备，例如磁盘或用户。 让处于运行状态的线程调用Thread.sleep()方法。 让处于运行状态的线程调用另一个线程的join()方法。 所有就绪但没有运行的线程则根据其优先级排入一个就绪队列。 当CPU空闲时，如果就绪队列不空，就绪队列中第一个具有最高优先级的线程将运行。 当一个线程被抢占而停止运行时，它的运行态被改变并放到就绪队列的队尾； 一个被阻塞（可能因为睡眠或等待I/O设备）的线程就绪后通常也放到就绪队列的队尾。 线程的调度与优先级 线程的调度是按： 其优先级的高低顺序执行的； 同样优先级的线程遵循“先到先执行的原则”； 线程优先级：范围 1~10 （10 级）。数值越大，级别越高 Thread 类定义的 3 个常数： MIN_PRIORITY 最低(小)优先级（值为1） MAX_PRIORITY 最高(大)优先级（值为10） NORM_PRIORITY 默认优先级（值为5） 线程创建时，继承父线程的优先级。 常用方法： getPriority( )：获得线程的优先级 setPriority( )：设置线程的优先级 ThreadPri.java 主线程 主线程： main( ) 方法——Application 应用程序 每当用java命令启动一个Java虚拟机进程（ Application 应用程序），Java虚拟机就会创建一个主线程，该线程从程序入口main()方法开始执行。 浏览器中加载的 Applet 主类——Applet 小程序 多线程：在主线程中创建 Thread 类或其子类对象时，就创建了一个线程对象。Programmer可以控制线程的启动、挂起与终止。 线程的状态 在一个多线程运行环境中运行的线