多线程
程序与进程
程序:一段静态的代码。
进程:程序的一次动态执行过程,它对应从代码加载、执行到执行完毕的一个完整过程。
进程也称任务,支持多个进程同时执行的OS就被称为多进程OS或多任务OS。
在一个程序内部也可以实现多个任务并发执行,其中每个任务称为线程。
线程是比进程更小的执行单位,它是在一个进程中独立的控制流,即程序内部的控制流。
特点:线程不能独立运行,必须依赖于进程,在进程中运行。
每个程序至少有一个线程称为主线程。
单线程:只有一条线程的进程称为单线程
多线程:有不止一个线程的进程称为多线程
开启多线程的优点和缺点
提高界面程序响应速度。通过使用线程,可以将需要大量时间完成的流程在后台启动单独的线程完成,提高前台界面的相应速度。
充分利用系统资源,提高效率。通过在一个程序内部同时执行多个流程,可以充分利用CPU等系统资源,从而最大限度的发挥硬件的性能。
当程序中的线程数量比较多时,系统将花费大量的时间进行线程的切换,这反而会降低程序的执行效率。但是,相对于优势来说,劣势还是很有限的,所以现在的项目开发中,多线程编程技术得到了广泛的应用。
在实际实现线程时,Java语言提供了三种实现方式:
继承Thread类
实现Runnable接口
使用Timer和TimerTask组合
实现Runable接口
多线程对象实现java.lang.Runnable接口并且在该类中重写Runnable接口的run方法。
好处:实现Runable接口的方法避免了单继承的局限性。
电子时钟实例
import java.util.*;
import javax.swing.*;
publicclass DigitalClock {
publicstaticvoid main(String[] args) {
JFrame jf=new JFrame();
JLabel clock=new JLabel();
clock.setHorizontalAlignment(JLabel.CENTER);
jf.add(clock);
jf.setSize(250,80);
jf.setLocation(500,300);
jf.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);
jf.setVisible(true);
MyThread t=new MyThread(clock);
t.start();
}
}
class MyThread extends Thread{
private JLabel clock;
public MyThread(JLabel clock){
this.clock=clock;
}
publicvoid run(){
while(true){
clock.setText(getTime());
try{
Thread.sleep(1000);
}catch(InterruptedException e){}
}
}
public String getTime(){
//Calendarc=Calendar.getInstance();
Calendar c=new GregorianCalendar();
String time=c.get(Calendar.YEAR)+"年"+(c.get(Calendar.MONTH)+1)+"月"+c.get(Calendar.DATE)+"日"+" ";
int h=c.get(Calendar.HOUR);
int m=c.get(Calendar.MINUTE);
int s=c.get(Calendar.SECOND);
String ph=h<10?"0":"";
String pm=m<10?"0":"";
String ps=s<10?"0":"";
time += ph+h+":"+pm+m+":"+ps+s;
return time;
}
}
线程的生命周期
线程是一个动态执行的过程,它也有一个从产生到死亡的过程,这就是所谓的生命周期。一个线程在它的生命周期内有5种状态:
新建(new Thread)
当创建Thread类的一个实例(对象)时,此线程进入新建状态(未被启动)。
例如:Thread t1=new Thread();
就绪(runnable)
线程已经被启动,正在等待被分配给CPU时间片,也就是说此时线程正在就绪队列中排队等候得到CPU资源。例如:t1.start();
运行(running)
线程获得CPU资源正在执行任务(run()方法),此时除非此线程自动放弃CPU资源或者有优先级更高的线程进入,线程将一直运行到结束。
死亡(dead)
当线程执行完毕或被其它线程杀死,线程就进入死亡状态,这时线程不可能再进入就绪状态等待执行。
自然终止:正常运行run()方法后终止
异常终止:调用stop()方法让一个线程终止运行
堵塞(blocked)
由于某种原因导致正在运行的线程让出CPU并暂停自己的执行,即进入堵塞状态。
正在睡眠:用sleep(long t) 方法可使线程进入睡眠方式。一个睡眠着的线程在指定的时间过去可进入就绪状态。
正在等待:调用wait()方法。(调用notify()方法回到就绪状态)
被另一个线程所阻塞:调用suspend()方法。(调用resume()方法恢复)
线程的优先级
把线程从就绪状态进入运行状态的过程叫做线程调度。负责调度工作的机构叫做调度管理器。
优先级:线程的优先级的取值范围是1~10。
MAX_PRIORITY = 10
NORM_PRIORITY = 5
MIN_PRIORITY = 1
得到或修改线程的优先级
常用方法
public final int getPriority();
public final void setPriority(int newPriority);
void run() //创建该类的子类时必须实现的方法
void start() //开启线程的方法
static void sleep(long t) //释放CPU的执行权,不释放锁
static void sleep(long millis,int nanos)
final void wait()//释放CPU的执行权,释放锁
final void notify()
static void yied()//可以对当前线程进行临时暂停(让线程将资源释放出来)
public final void stop()//结束线程,但由于安全的原因过时
注意:结束线程原理---就是让run方法结束。而run方法中通常会定义循环结构,所以只要控制住循环即可。
方法----可以boolean标记的形式完成,只要在某一情况下将标记改变,让循环停止即可让线程结束。但是,特殊情况,线程在运行过程中,处于了冻结状态,是不可能读取标记的。
那么这时,可以通过正常方式恢复到可运行状态,也可以强制让线程恢复到可运行状态,通过Thread类中的,interrupt():清除线程的冻结状态,但这种强制清除会发生InterruptedException。所以在使用 wait,sleep,join方法的时候都需要进行异常处理。
interrupt()方法:中断线程
但实际上该方法不会中断正在执行的线程,只是将线程的标志位设置成true(可以用isInterrupted()方法测试该线程的中断标记,并不清除中断标记,static的方法interrupted()测试当前执行的线程是否被中断,并且在肯定的情况下,清除当前线程对象的中断标记并返回true);
如果线程在调用sleep(),join(),wait()方法时线程被中断,则这些方法会抛出InterruptedException,在catch块中捕获到这个异常时,线程的中断标志位已经被设置成false了 。
实例:利用线程实现文本的变换显示
import java.awt.Font;
import javax.swing.*;
publicclass Test extends JFrame implements Runnable{
/**
* @param args
JLabel label;
String[] content={"钓鱼岛","是","中国的"};
inti=0;
public Test(){
label=new JLabel(content[0]);
Font f=new Font("楷体",Font.BOLD,16);
label.setFont(f);
JPanel p=new JPanel();
p.add(label);
add(p);
this.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);
setSize(300,300);
setLocation(400,400);
setVisible(true);
}
publicstaticvoid main(String[] args) {
Test tt=new Test();
Thread t=new Thread(tt);
t.start();
}
@Override
publicvoid run() {
while(true){
display();
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
// TODO Auto-generatedcatch block
e.printStackTrace();
}
}
}
publicvoid display(){
label.setText(content[i]);
i++;
if(i>=3)
i=0;
}
}