2011年計(jì)算機(jī)等考二級(jí)JAVA學(xué)習(xí)精華整理(47)

　　1.6 Java線程

　　在論壇上面常�？吹匠鯇W(xué)者對(duì)線程的無(wú)可奈何，所以總結(jié)出了下面一篇文章，希望對(duì)一些正在學(xué)習(xí)使用java線程的初學(xué)者有所幫助。

　　首先要理解線程首先需要了解一些基本的東西，我們現(xiàn)在所使用的大多數(shù)操作系統(tǒng)都屬于多任務(wù)，分時(shí)操作系統(tǒng)。正是由于這種操作系統(tǒng)的出現(xiàn)才有了多線程這個(gè)概念。我們使用的windows,linux就屬于此列。什么是分時(shí)操作系統(tǒng)呢，通俗一點(diǎn)與就是可以同一時(shí)間執(zhí)行多個(gè)程序的操作系統(tǒng)，在自己的電腦上面，你是不是一邊聽(tīng)歌，一邊聊天還一邊看網(wǎng)頁(yè)呢?但實(shí)際上，并不上cpu在同時(shí)執(zhí)行這些程序，cpu只是將時(shí)間切割為時(shí)間片，然后將時(shí)間片分配給這些程序，獲得時(shí)間片的程序開始執(zhí)行，不等執(zhí)行完畢，下個(gè)程序又獲得時(shí)間片開始執(zhí)行，這樣多個(gè)程序輪流執(zhí)行一段時(shí)間，由于現(xiàn)在cpu的高速計(jì)算能力，給人的感覺(jué)就像是多個(gè)程序在同時(shí)執(zhí)行一樣。

　　一般可以在同一時(shí)間內(nèi)執(zhí)行多個(gè)程序的操作系統(tǒng)都有進(jìn)程的概念.一個(gè)進(jìn)程就是一個(gè)執(zhí)行中的程序,而每一個(gè)進(jìn)程都有自己獨(dú)立的一塊內(nèi)存空間,一組系統(tǒng)資源.在進(jìn)程概念中,每一個(gè)進(jìn)程的內(nèi)部數(shù)據(jù)和狀態(tài)都是完全獨(dú)立的.因此可以想像創(chuàng)建并執(zhí)行一個(gè)進(jìn)程的系統(tǒng)開像是比較大的，所以線程出現(xiàn)了。在java中，程序通過(guò)流控制來(lái)執(zhí)行程序流,程序中單個(gè)順序的流控制稱為線程,多線程則指的是在單個(gè)程序中可以同時(shí)運(yùn)行多個(gè)不同的線程,執(zhí)行不同的任務(wù).多線程意味著一個(gè)程序的多行語(yǔ)句可以看上去幾乎在同一時(shí)間內(nèi)同時(shí)運(yùn)行.(你可以將前面一句話的程序換成進(jìn)程，進(jìn)程是程序的一次執(zhí)行過(guò)程,是系統(tǒng)運(yùn)行程序的基本單位)

　　線程與進(jìn)程相似,是一段完成某個(gè)特定功能的代碼,是程序中單個(gè)順序的流控制;但與進(jìn)程不同的是,同類的多個(gè)線程是共享一塊內(nèi)存空間和一組系統(tǒng)資源,而線程本身的數(shù)據(jù)通常只有微處理器的寄存器數(shù)據(jù),以及一個(gè)供程序執(zhí)行時(shí)使用的堆棧.所以系統(tǒng)在產(chǎn)生一個(gè)線程,或者在各個(gè)線程之間切換時(shí),負(fù)擔(dān)要比進(jìn)程小的多,正因如此,線程也被稱為輕負(fù)荷進(jìn)程(light-weight process).一個(gè)進(jìn)程中可以包含多個(gè)線程.

　　多任務(wù)是指在一個(gè)系統(tǒng)中可以同時(shí)運(yùn)行多個(gè)程序,即有多個(gè)獨(dú)立運(yùn)行的任務(wù),每個(gè)任務(wù)對(duì)應(yīng)一個(gè)進(jìn)程，同進(jìn)程一樣,一個(gè)線程也有從創(chuàng)建,運(yùn)行到消亡的過(guò)程,稱為線程的生命周期.用線程的狀態(tài)(state)表明線程處在生命周期的哪個(gè)階段.線程有創(chuàng)建,可運(yùn)行,運(yùn)行中,阻塞,死亡五中狀態(tài).通過(guò)線程的控制與調(diào)度可使線程在這幾種狀態(tài)間轉(zhuǎn)化每個(gè)程序至少自動(dòng)擁有一個(gè)線程,稱為主線程.當(dāng)程序加載到內(nèi)存時(shí),啟動(dòng)主線程.

　　[線程的運(yùn)行機(jī)制以及調(diào)度模型]

　　java中多線程就是一個(gè)類或一個(gè)程序執(zhí)行或管理多個(gè)線程執(zhí)行任務(wù)的能力，每個(gè)線程可以獨(dú)立于其他線程而獨(dú)立運(yùn)行，當(dāng)然也可以和其他線程協(xié)同運(yùn)行，一個(gè)類控制著它的所有線程，可以決定哪個(gè)線程得到優(yōu)先級(jí)，哪個(gè)線程可以訪問(wèn)其他類的資源，哪個(gè)線程開始執(zhí)行，哪個(gè)保持休眠狀態(tài)。

　　下面是線程的機(jī)制圖：

　　線程的狀態(tài)表示線程正在進(jìn)行的活動(dòng)以及在此時(shí)間段內(nèi)所能完成的任務(wù).線程有創(chuàng)建,可運(yùn)行,運(yùn)行中,阻塞,死亡五中狀態(tài).一個(gè)具有生命的線程,總是處于這五種狀態(tài)之一：

　　1.創(chuàng)建狀態(tài)

　　使用new運(yùn)算符創(chuàng)建一個(gè)線程后,該線程僅僅是一個(gè)空對(duì)象,系統(tǒng)沒(méi)有分配資源,稱該線程處于創(chuàng)建狀態(tài)(new thread)

　　2.可運(yùn)行狀態(tài)

　　使用start()方法啟動(dòng)一個(gè)線程后,系統(tǒng)為該線程分配了除CPU外的所需資源,使該線程處于可運(yùn)行狀態(tài)(Runnable)

　　3.運(yùn)行中狀態(tài)

　　Java運(yùn)行系統(tǒng)通過(guò)調(diào)度選中一個(gè)Runnable的線程,使其占有CPU并轉(zhuǎn)為運(yùn)行中狀態(tài)(Running).此時(shí),系統(tǒng)真正執(zhí)行線程的run()方法.

　　4.阻塞狀態(tài)

　　一個(gè)正在運(yùn)行的線程因某種原因不能繼續(xù)運(yùn)行時(shí),進(jìn)入阻塞狀態(tài)(Blocked)

　　5.死亡狀態(tài)

　　線程結(jié)束后是死亡狀態(tài)(Dead)

　　同一時(shí)刻如果有多個(gè)線程處于可運(yùn)行狀態(tài),則他們需要排隊(duì)等待CPU資源.此時(shí)每個(gè)線程自動(dòng)獲得一個(gè)線程的優(yōu)先級(jí)(priority),優(yōu)先級(jí)的高低反映線程的重要或緊急程度.可運(yùn)行狀態(tài)的線程按優(yōu)先級(jí)排隊(duì),線程調(diào)度依據(jù)優(yōu)先級(jí)基礎(chǔ)上的"先到先服務(wù)"原則.

　　線程調(diào)度管理器負(fù)責(zé)線程排隊(duì)和CPU在線程間的分配,并由線程調(diào)度算法進(jìn)行調(diào)度.當(dāng)線程調(diào)度管理器選種某個(gè)線程時(shí),該線程獲得CPU資源而進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài).

　　線程調(diào)度是先占式調(diào)度,即如果在當(dāng)前線程執(zhí)行過(guò)程中一個(gè)更高優(yōu)先級(jí)的線程進(jìn)入可運(yùn)行狀態(tài),則這個(gè)線程立即被調(diào)度執(zhí)行.先占式調(diào)度分為:獨(dú)占式和分時(shí)方式.

　　獨(dú)占方式下,當(dāng)前執(zhí)行線程將一直執(zhí)行下去,直 到執(zhí)行完畢或由于某種原因主動(dòng)放棄CPU,或CPU被一個(gè)更高優(yōu)先級(jí)的線程搶占

　　分時(shí)方式下,當(dāng)前運(yùn)行線程獲得一個(gè)時(shí)間片,時(shí)間到時(shí),即使沒(méi)有執(zhí)行完也要讓出CPU,進(jìn)入可運(yùn)行狀態(tài),等待下一個(gè)時(shí)間片的調(diào)度.系統(tǒng)選中其他可運(yùn)行狀態(tài)的線程執(zhí)行

　　分時(shí)方式的系統(tǒng)使每個(gè)線程工作若干步,實(shí)現(xiàn)多線程同時(shí)運(yùn)行

　　另外請(qǐng)注意下面的線程調(diào)度規(guī)則(如果有不理解，不急，往下看)：

　　①如果兩個(gè)或是兩個(gè)以上的線程都修改一個(gè)對(duì)象，那么把執(zhí)行修改的方法定義為被同步的(Synchronized),如果對(duì)象更新影響到只讀方法，那么只度方法也應(yīng)該定義為同步的

　　②如果一個(gè)線程必須等待一個(gè)對(duì)象狀態(tài)發(fā)生變化，那么它應(yīng)該在對(duì)象內(nèi)部等待，而不是在外部等待，它可以調(diào)用一個(gè)被同步的方法，并讓這個(gè)方法調(diào)用wait()

　�、勖慨�(dāng)一個(gè)方法改變某個(gè)對(duì)象的狀態(tài)的時(shí)候，它應(yīng)該調(diào)用notifyAll()方法，這給等待隊(duì)列的線程提供機(jī)會(huì)來(lái)看一看執(zhí)行環(huán)境是否已發(fā)生改變

　　④記住wait(),notify(),notifyAll()方法屬于Object類，而不是Thread類，仔細(xì)檢查看是否每次執(zhí)行wait()方法都有相應(yīng)的notify()或notifyAll()方法，且它們作用與相同的對(duì)象 在java中每個(gè)類都有一個(gè)主線程，要執(zhí)行一個(gè)程序，那么這個(gè)類當(dāng)中一定要有main方法，這個(gè)man方法也就是java class中的主線程。你可以自己創(chuàng)建線程，有兩種方法，一是繼承Thread類，或是實(shí)現(xiàn)Runnable接口。一般情況下，最好避免繼承，因?yàn)閖ava中是單根繼承，如果你選用繼承，那么你的類就失去了彈性，當(dāng)然也不能全然否定繼承Thread,該方法編寫簡(jiǎn)單,可以直接操作線程,適用于單重繼承情況。至于選用那一種，具體情況具體分析。

　　eg.繼承Thread

　　public class MyThread_1 extends Thread

　　{

　　public void run()

　　{

　　//some code

　　}

　　}

　　eg.實(shí)現(xiàn)Runnable接口

　　public class MyThread_2 implements Runnable

　　{

　　public void run()

　　{

　　//some code

　　}

　　}

　　當(dāng)使用繼承創(chuàng)建線程，這樣啟動(dòng)線程：

　　new MyThread_1().start()

　　當(dāng)使用實(shí)現(xiàn)接口創(chuàng)建線程，這樣啟動(dòng)線程：

　　new Thread(new MyThread_2()).start()

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