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;
    }
 
}

java main 單綫程 多綫程 java单线程和多线程的区别_java main 單綫程 多綫程

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:


java main 單綫程 多綫程 java单线程和多线程的区别_多线程_02


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;
    }
 
}

java main 單綫程 多綫程 java单线程和多线程的区别_多线程_03

java main 單綫程 多綫程 java单线程和多线程的区别_多线程_04