线程与线程实现 主讲：赖国荣 QQ:31343080 www.sms98.cn.

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1 线程与线程实现 主讲：赖国荣 QQ:

2 目标 线程概念与原理 线程实现 线程的生命周期 线程同步： Thread类和Runnable接口
多线程应用—Runnable接口/Thread类 线程的优先级 线程中常用方法 线程的生命周期 线程同步： 线程同步的目的/线程同步的具体应用

3 概 念 进程：程序的一次执行过程，实质上就是一个执行的程序。 线程：是一个程序中彼此独立、能够并发执行的部分（代码片段/程序流）。
进程资源占用大，进程间通信困难。 线程资源占用小，线程间通信容易。

4 线程的特点 线程也称为执行内容，是可以同时运行的独立过程。 线程有开始、中间和结束部分，即有一定的生命周期。
同一个类的多个线程是共享一块内存空间和一组系统资源。 线程不能作为具体的可执行命令体存在。最终用户不能直接执行线程，线程只能运行在程序中。

5 创建线程 两种方法来创建线程： 继承java.lang.Thread类，并覆盖run( )方法。
class mythread extends Thread { public void run( ) { /* 覆盖该方法*/ } 实现java.lang.Runnable接口，并实现run( )方法。 class mythread implements Runnable{ /* 实现该方法*/

6 Thread类提供的构造函数 public Thread （）； public Thread （String name）；
public Thread （Runnable target）； public Thread （ Runnable target，String name）； public Thread （ThreadGroup group， Runnable target）； public Thread （ThreadGroup group，String name）；

7 继承Thread类例子 public class SimpleThread extends Thread {
public SimpleThread( String ms ){ super( ms ); } public void run( ){ for( int i=1;i<=10;i++ ){ System.out.println( i+" "+getName( ) ); try{ Thread.sleep(2*1000); }catch(InterruptedException e){ e.printStackTrace(); System.out.println( i+" end! "); 让当前线程休眠2秒种

8 实现Runnable接口 public class SimpleThread implements runnable {
public void run( ){ for( int i=1;i<=10;i++ ){ System.out.println( i+" "+getName( ) ); try{ Thread.sleep(2*1000); }catch(InterruptedException e){ e.printStackTrace(); } System.out.println( i+" end! ");

9 线程的启动 新建的线程不会自动开始运行，必须通过start( )方法启动线程。如果不调用这个方法，线程将不会运行。
也就是说可以事先创建线程，并在需要的时候才启动他们。如： 继承Thread的线程： Mythread t = new Mythread ( ); t.start( ); 实现Runnable接口的线程： Runnable mt = new Mythread ( ); Thread t = new Thread(mt);

10 线程执行过程 run()方法能够调用其他方法，引用其他的类，申明变量。 run()方法在程序中确定另一个并发线程的执行入口。
调用start( )方法时，将创建一个新的线程，接着它将调用 run( ) 方法。 run( ) 方法中的代码定义执行线程所需的功能。 run()方法能够调用其他方法，引用其他的类，申明变量。 run()方法在程序中确定另一个并发线程的执行入口。 当run()方法中的任务完成返回时，该线程也将结束。

11 继承Thread类多线程例子 思考: 1、运行结果是怎样的？ 2、每次运行结果是否都一样？

12 实现Runnable接口多线程例子 注意:通过实现Runnable接口来创建一个线程类,启动的时候必须将该类的对象作为参数放到一个实例化的Thread类对象中去.

13 使用runnable接口创建多线程的优点：
1.对象可以自由地继承自另一个类;解决了java只支持单继承的特点。 2.同一个runnable对象可以传递给多个线程，可以实现资源共享。 3.减小创建新线程实例所需的可观内存和cpu时间。

14 一个向下移动的飞机案例 目标：用一个线程来控制飞机移动的全过程，且飞机是沿着Y坐标向下移动的

15 线程优先级 Java 中的线程优先级是在 Thread 类中定义的常量 有关优先级的方法有两个：
Thread.MIN_PRIORITY : 值为 1 Thread.NORM_PRIORITY : 值为 5（缺省值） Thread.MAX_PRIORITY : 值为 10 有关优先级的方法有两个： final void setPriority(int level) : 修改线程的当前优先级 final int getPriority() : 返回线程的优先级

16 线程优先级应用 思考： 通过分析该例子，你认为它的执行结果是什么？ 思考：给每个线程设置了自己的优先级别后执行结果会有什么变化？

17 Thread中提供的方法2-1 方法 用途 final String getName( ) 返回线程的名称
final void setName(String name) 将线程的名称设置为由name指定的名称 static Thread currentThread() 得到当前线程 void start( ) 调用run( )方法启动线程，开始线程的执行 static void sleep( ) 用于将线程挂起一段时间 void interrupt() 中断/唤醒一个线程

18 Thread中提供的方法2-2 方法 用途 final boolean isDaemon( ) 检查线程是否为守候线程
final void setDaemon(boolean) 根据传入的参数，将线程标记为守候线程（true）或用户线程(false) final void join( ) throws InterruptedException 等待线程结束 static void yield() 使正在执行的线程临时暂停，并允许其他线程执行 static int activeCount( ) 返回激活的线程数 final boolean isAlive() 判断线程是否仍在运行，是返回true，否则返回 false

19 休眠线程 sleep(): 让线程停止执行一段时间，该时间由给定的毫秒数决定。在线程休眠过程中，线程通常不能唤醒他们自己。
1. public static void sleep(long millis) throws InterruptedException 2. public static void sleep(long millis, int nanos) throws InterruptedException

20 唤醒线程 interrupt() :唤醒线程，一个线程向一个指定的线程发出一个中断信号。
如果目标线程是阻塞在与线程相关的方法（sleep( ),join( ),wait( )）中，则目标线程会转到一个非阻塞状态，如果该线程被中断，则给出一个interruptException异常，否则会设置一个布尔值标明该线程已经被中断过。 方法： public void interrupt()

21 休眠-唤醒线程例子 让线程暂停 5分钟 唤醒/中断该线程

22 让步线程 yield():有时候线程可能正在等待事情的发生，或者可能正在进入这样一段代码：把cpu时间释放出来给另一个线程将可能改善系统性能或者用户操作。这样线程把cpu让给别的线程，而不用进入休眠状态而等待很长时间。 方法：public static void yield() 方法为静态方法，只能影响当前正在运行的线程。 该方法只是暗示，没有任何机制保证它将会被采纳。

23 1、final boolean isAlive() 返回true，线程执行完毕。
等待线程 判断一个线程是否执行完毕的方法： 1、final boolean isAlive() 返回true，线程执行完毕。 2、final void join()throws InterruptedException 让当前线程等待目标线程执行完毕。 例子:JoinThread.java

24 线 程 状 态 一个线程可以处于以下四个状态之一： 新建（new）：线程对象已经建立，但还没有启动，所以他不能运行。
就绪（runnable）：这种状态下，只要调度程序把时间片分配给线程就可以执行，也就是说任何时刻它可以执行也可以不执行，不同于死亡和阻塞状态。 死亡（dead）：线程死亡通常是从run方法返回的，在Java2放弃stop前也可以通过该方法实现，但容易让程序进入不稳定状态。 阻塞（blocked）：线程能够运行，但有某个条件阻止他的运行。处于阻塞状态的线程调度机制将忽略线程，直到线程重新进入就绪状态，它才有可能执行操作。

25 线程四大状态转换 sleep( ) 睡眠, yield( ) 让步成功, suspend( )挂起 wait( )等待 I/O出现阻塞
Interrupt( ) 唤醒 睡眠结束

26 想像下，几个人围着桌子吃蛋糕，当你举起叉子，准备叉起最后一块蛋糕，正当叉子碰到蛋糕的时候才发现它已经被另一个叉子叉起。
共享资源的冲突 例子： 想像下，几个人围着桌子吃蛋糕，当你举起叉子，准备叉起最后一块蛋糕，正当叉子碰到蛋糕的时候才发现它已经被另一个叉子叉起。 这类现象就是共享资源（蛋糕）中出现的冲突，而两个人同时用叉子叉同一块蛋糕的过程我们就称为并发。 应用实例 模拟一个卖票系统：现有100张票，共分四个窗口售票 例子：TicketThreadDemo.java

27 并发：由两个及其以上的线程同时访问一个共享资源的现象称为并发。
并发和互斥锁 并发：由两个及其以上的线程同时访问一个共享资源的现象称为并发。 互斥锁：一种标志，表明在给定的时刻只允许一个线程访问共享资源，具有互相排斥的效果；这种机制称为“互斥”(mutex) 有没有办法解决这样的事情？避免它发生？

28 同步Synchronized 同步：当两个或两个以上的线程需要共享资源，必须使用某种方法来确定资源在某一时刻仅被一个线程占用，达到此目的的过程叫做同步。 在JAVA中通过互斥锁标志Synchronized关键字的运用来实现方法/变量的同步。

29 方法级同步（method-level synchronized）
同步的实现 Java中同步的两种方法： 方法级同步（method-level synchronized） synchronized void method( ) { //同步的方法 } 程序块级同步（ block-level synchronized ） synchronized ( object ) { //要同步的语句 需要互斥使用的对象

30 在该类中实例化一个Callme类的对象，并调用call()方法让其输出指定的字符串，
非同步方法例子 在该类中实例化一个Callme类的对象，并调用call()方法让其输出指定的字符串，

31 运行效果比较 设计本意 实际结果：

32 方法级同步 1、实现方法：在要标志为同步的方法前加上synchronized关键字。如：
public synchronized void call(String msg){ } 2、实现原理：当调用对象的同步方法时，线程取得对象锁（lock）或监视器；如果另一个线程试图执行任何同步方法时，他就会发现他被锁住了，进入挂起状态，直到对象监视器上的锁被释放时为止。当锁住方法的线程从方法中返回时，只有一个排队等候的线程可以访问对象。 3、锁的作用域：该方法被执行的整个时间。

33 代码块级同步-1 1、临界区：需要进行互斥的代码段，而非整个方法
2、实现方法：用synchronized来指定某个对象，此对象的锁被用来对花括号内的代码进行同步控制。如： synchronized( target ){ target.call(msg); } 3、实现原理：在进入同步代码前，必须得到object对象的锁，如果其他线程已经得到这个锁，那么就得等到锁被释放后才能进入临界区。 4、锁的作用域：只在代码块运行的时间内。

34 两种方法的比较 方法级同步： 代码块同步： public synchronized void call( String m){
System.out.print(" [ " +msg); try{ Thread.sleep(1000); }catch(InterruptedExceptione){ System.out.println(“exception”); } System.out.println(" ]"); 代码块同步： public void run(){ synchronized( target ){ target.call(msg); }

35 实　践 --雷电游戏 本游戏属于射击游戏，友机和敌机相对飞行；在控制下，友机可以左右移动，并且发射子弹攻打敌机，当发出的子弹打中敌机后，敌机爆炸，则本游戏结束；当友机和敌机相撞时，二架飞机同时都爆炸，本游戏结束，具体要求如下： 敌机从上向下运动，运动路线是随机的。 人控飞机可以用键盘控制飞机的方向和发射子弹，键盘左键为飞机向左移动，右键为飞机向右移动，上键为飞机发子弹。 子弹打中敌机时，产生爆炸效果，游戏结束。 敌机和人控飞机相撞时，二架飞机都爆炸，游戏结束。 例子:Fight.java

36 总 结 线程概念与原理 线程实现 线程的生命周期 线程同步： Thread类和Runnable接口
总　结 线程概念与原理 线程实现 Thread类和Runnable接口 通过Thread类和Runnable接口实现线程调度 多线程应用—Runnable接口/Thread类 线程的优先级 线程中常用方法 线程的生命周期 线程同步： 线程同步的目的/线程同步的具体应用