程序设计基础第十一章ppt课件

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1、第11章多线程教学提示：在同时处理多个任务的应用中，多线程的意义显得尤其重要，本章将介绍多线程的内容，主要包括线程的概念、线程的创建、线程间的同步与通信，以及线程的生命周期和状态控制，并说明使用多线程时应该注意的问题。学习完本章之后，读者将对Java多线程机制有一个全面的了解。教学目标：理解线程的概念，熟练掌握线程的创建、线程间的同步与通信，以及线程的生命周期和状态控制，并牢记使用多线程时应该注意的问题。11.1线程的概念在介绍线程前有必要简要介绍一下进程，这将有助于读者理解线程概念。相信大多数读者都知道，在Windows操作系统中可以同时执行多个程序，比

2、如打开一个资源管理器和多个IE浏览器，同时使用播放器播放音乐，后台可能同时还有杀毒软件防火墙在运行，这里的每一个运行的程序都是一个进程。严格地说，这种说法是不准确的。程序一般是指保存在外部存储器(一般为硬盘)中的代码文件，当程序被执行时，系统会先在内存中为其分配一块空间，再把其代码复制到该空间中执行，这个在由系统分配的内存空间中执行的程序才是进程。一个程序可能同时存在多个相应的进程，如同时打开多个IE浏览器，每一个浏览器窗口都是一个进程，都拥有自己独立的内存空间，而它们都来自于同一个程序。11.2线程的创建对于一个用Java编写的进程来说，在Java虚拟机

3、启动之初，会且只会产生一个独一的非守护线程(守护线程将在稍后介绍)，具有代表性的是类中静态方法main()产生的线程，该线程为主线程，可以创建和控制其他线程。11.2.1继承自类Thread11.2.2实现接口Runnable11.2.3两种创建线程方式的对比11.2.4守护线程Daemon11.2.1继承自类Thread类Thread位于java.lang包中，由于java.lang包被自动包含入每个Java文件中，所以可以直接使用类Thread而无需编写import语句。返回11.2.2实现接口RunnableRunnable接口非常简单，其全貌如下：

4、publicinterfaceRunnable{voidrun();}返回11.2.3两种创建线程方式的对比Thread是Java已经严格封装好了的类，在面向对象思想中，继承这样的类并修改或扩充它不是十分可取的。因为可能会出现人为失误，对一个类进行继承修改或扩充，将可能导致该子类出现不可预料的错误。返回11.2.4守护线程Daemon线程分为用户线程和守护线程两种。用户线程即一般线程，守护线程是具有如下特性的线程：它会在所有用户线程(即非守护线程)结束之后立即被Java虚拟机结束，而不管其是否已执行完毕，从而结束整个进程。守护线程往往处于无限循环中，用于监

5、听其他线程(一般是用户线程，也可以是其他守护线程)的运行，并提供某种通用性的服务，典型的如Internet中收发E-mail邮件的服务。通过线程对象的isDaemon()方法可以判断该线程是否为守护线程，通过setDaemon()方法可以改变该线程的类型——setDaemon(false)将线程改为用户线程，setDaemon(true)将线程改为守护线程。该方法必须在调用线程的start()方法前调用才有效，否则线程将为默认的线程类型——由用户线程创建的线程默认为用户线程，由守护线程创建的线程默认为守护线程，main()方法产生的主线程始终为用户线程。返

6、回11.3线程的同步在单线程的进程中，一个进程一次只能执行一个任务，一次只能使用一个资源，不需要考虑两个或更多个任务同时试图使用同一个资源的问题，如两个任务同时修改同一个数据，或同时进行打印操作而只有一台打印机。然而在多线程环境下，这种多个线程试图同时使用相同且有限的资源的情况，是很有可能发生的，若不提供某种机制避免这种情况的出现，后果将可能是非常严重且不可预料的，如造成某些线程数据的不一致，使某些线程陷入无限循环永远无法退出，破坏某些关键文件或数据库中的重要数据。11.3.1资源冲突11.3.2同步机制11.3.3同步效率11.3.1资源冲突这是一段完整

7、可编译的代码，提供了reduceMainData()方法用于递减私有的主数据，在run()方法中保存主数据与打印主数据之前进行了多达1024000次的浮点运算用于延缓线程运行，这将使得该线程在此处很可能被暂停。此时若main()主线程被调度到CPU执行，它很可能会递减该线程的主数据，从而造成打印时主数据与备份数据的不一致。返回11.3.2同步机制我们永远无法知道线程什么时候开始执行(并不是在创建它的时刻，它便开始执行的)，也无法知道它什么时候会被暂停，更加无从得知在暂停期间其他线程会对它进行怎样的访问控制，这是多线程环境下线程的根本性质。由此产生的资源冲突

8、问题是代码编写者必须考虑的，至少在重要的时刻必须避免关键资源的冲突