第十章多线程

一、线程和多线程

1、线程的概念

• 进程：在程序要投入运行时，系统从程序入口开始按语句的顺序（包括顺序、分支和循环结构）完成相应指令直至结尾，再从出口退出，整个程序结束。
• 线程是比进程更小的执行单位
• 线程是进程的一部分

2、线程的结构

• 线程的结构
  线程的结构
  　　在Java中，线程由以下3部分组成。
  　　·虚拟CPU,封装在java.lang.Thread类中，它控制着整个线程的运行。
  　　·执行的代码，传递给Thread类，由Thread类控制按序执行。
  ·处理的数据，传递给Thread类，是在代码执行过程中所要处理的数据。

3、线程的状态

• 线程是通过包java.lang中定义的类Thread来实现的
• Thread类本身只是线程的虚拟CPU
• 线程一共有4种状态，分别是新建（New）、可运行状态（Runnable）、死亡（Dead）及阻塞（Blocked）。
• 可运行状态
  线程已经启动，处于线程的run（）方法之中。
  可以运行但没在运行的线程都排在一个队列中，这个队列称为就绪队列。
  调用线程的start（）方法可使线程处于可运行状态。
• 死亡
  线程死亡的原因有两个：一是run（）方法中最后一个语句执行完毕，二是当线程遇到异常退出时便进入了死亡状态。
• 阻塞
  一个正在执行的线程因特殊原因，被暂停执行，就进入阻塞状态。阻塞时线程不能进入就绪队列排队，必须等到引起阻塞的原因消除，才可重新进入队列排队。引起阻塞的原因很多，不同原因要用不同的方法解除。sleep（）和wait（）是两个常用的引起阻塞的方法。

二、创建线程

1、继承Thread类创建线程

• 创建线程有两种方法，一种是定义一个继承Thread类的子类，另一种是实现Runnable接口。
• 用Thread类的子类创建线程的过程包括以下3步。
  　　1）从Thread类派生出一个子类，在类中一定要实现run（）。
  　　class Lefthand extends Thread {
  　　　　　public void run（）{…} //线程体
  　　}
  　　2）然后用该类创建一个对象。如
  　　Lefthand left=new Lefthand（ ）;。
  　　3）用start（）方法启动线程。如left.start（ ）;。
• 用Thread类的子类创建线程

2、实现Runnable接口创建线程

• Runnable是Java中用以实现线程的接口
• Runnable接口中只定义了一个方法就是run（）方法，也就是线程体。
• 用Runnable接口实现多线程时，也必须实现run（）方法，也需要使用start（）启动线程
• 编写线程体

　　public class xyz implements Runnable {
　　　　　　int i;
　　　　　　public void run（ ） {
　　　　　　　　　while （true） {
　　　　　　　　　　　　　System.out. println （" Hello " + i++）；
　　　　　　　　　　　　　　　　　}
　　　　　　　　　　　}
　　}

• Runnable接口创建线程
  
  

三、线程的基本控制

1、线程的启动

• API中提供了以下有关线程的操作方法。
  　　·start（）：启动线程对象，让线程从新建状态转为就绪状态。
  　　·run（）：用来定义线程对象被调度之后所执行的操作，用户必须重写run（ ）方法。
  　　·yield（）：强制终止线程的执行。
  　　·isAlive（）：测试当前线程是否在活动。
  　　·sleep（int millsecond）：使线程休眠一段时间，时间长短由millsecond决定，单位为ms。
  　　·void wait（）：使线程处于等待状态。

2、线程的调度

• 线程调度通常是抢占式
• 每个线程都有一个优先级，Java的线程调度采用如下的优先级策略。
  　　·优先级高的先执行，优先级低的后执行。
  　　·每个线程创建时都会被自动分配一个优先级，默认时，继承其父类的优先级。
  　　·任务紧急的线程，其优先级较高。
  　　·同优先级的线程按“先进先出”的调度原则。
• Thread类有3个与线程优先级有关的静态量，分别如下。
  　　·MAX_PRIORITY：最高优先级，值为10。
  　　·MIN_PRIORITY：最低优先级，值为1。
  　　·NORM_PRIORITY：默认优先级，值为5。
• java.lang.Thread类中有关优先级的几个常用方法如下。
  　　·void setPriority（int newPriority）：重置线程优先级。
  　　·int getPriority（）：获得当前线程的优先级。
  　　·static void yield（ ）：暂停当前正在执行的线程，即让当前线程放弃执行权。
• 调度

　public class Xyz implements Runnable {
　　　　　　public void run（ ） {
　　　　　　　　　　while（true） {
　　　　　　　　　　　　　　…… //执行若干操作
　　　　　　　　　　　　　//给其他线程运行的机会
　　　　　　　　　　　　　try{
　　　　　　　　　　　　　Thread.sleep（10） ；
　　　　　　　　　　　　　}catch（InterruptedException e） { }
　　　　　　　　　　　　}
　　　　　　　　}
　　}

3、结束线程

线程运行完

• interrupt（ ）方法中断线程的执行。
• Thread类中的静态方法currentThread（ ）来引用正在运行的线程。
• isAlive（）来获取一个线程是否还在活动状态的信息。

4、挂起线程

• sleep（）方法用于暂时停止一个线程的执行。
• wait（）方法导致当前的线程等待，直到其他线程调用此对象的notify（）方法或notifyAll（）方法，才能唤醒线程。
• join（）方法将引起现行线程等待，直至join（）方法所调用的线程结束。

四、线程的互斥

• 栈具有“后进先出”模式
• 栈示例

class Stack{
　　　　　int idx = 0 ；
　　　　　char data[ ] = new char[6];
　　　　　public void push （char c）{
　　　　　　　　　data[idx] = c ；
　　　　　　　　　idx ++ ；
　　　　　}
　　　　　public char pop（）{
　　　　　　　 　idx --；
　　　　　　　 　return data[idx] ；
　　　　　}
　　}

• 在Java语言中，有两种方法可以实现“对象互斥锁”。
  　　·用关键字volatile来声明一个共享数据（变量）。
  　　·用关键字synchronized来声明操作共享数据的一个方法或一段代码。
• 锁定标志

　class stack {
　　　　　int idx = 0 ；
　　　　　char data[ ] = new char[6] ；
　　　　　public void push （char c ） {
　　　　　　　synchronized （this） { // 增加同步标志
　　　　　　　data[idx] = c ；
　　　　　　　idx ++ ；
　　　　　　}
　　　　}
　　}

synchronized（ ）语句的标准写法为：
　　public void push （char c） {
　　　　　synchronized （ this ） {
　　　　　…
　　　　　}
　　}