线程进程安全概述.ppt

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1、第三章线程/进程安全进程和线程是两个范围不同的概念。进程是程序在计算机上的一次执行活动。运行一个程序，相当于启动了一个进程。进程是操作系统进行资源分配的单位，通俗地讲，是一个正在执行的程序。线程是进程中的一个实体，是被系统独立调度和分派的基本单位，它可与同属一个进程的其它线程共享进程所拥有的全部资源。一个线程可以创建和撤消另一个线程，同一进程中的多个线程之间可以并发执行。比如，一个在线播放软件，在播放歌曲的同时还可以进行下载，就可认为这两件工作由不同的线程完成。线程和进程的开发和相关操作，在程序设计中具有重要地位,线程和进程的安全和系统的安全息息相关。对于不够熟练的程序员来说，

2、很容易出现安全隐患，而这些安全问题又具有不间断发生，难于调试等特点。一般说来，线程的安全性主要来源于其运行的并发性和对资源的共享性；进程的安全性主要在应用级别，在于其对系统的威胁性，不过对于系统软件的开发者，进程安全的考虑需要更加深入。本章主要针对线程和进程开发过程中的安全问题进行讲述，首先基于面向对象语言，讲解线程的的基本机制，然后讲解线程操作过程中的几个重要的安全问题：线程同步安全、线程协作安全、线程死锁、线程控制，最后讲解进程安全。3.1线程机制3.1.1为什么需要线程由于Java在线程操作方面具有较好的面向对象特性，也具有一定的代表性本章基于Java语言进行讲解。实际上

3、，多线程最直观的说法是：让应用程序看起来好像同时能做好几件事情。为了表达这个问题，我们用一个案例来说明。比如，需要在控制台上每隔1秒钟打印一个欢迎信息。代码如下所示：publicclassP03_01{publicstaticvoidmain(String[]args){while(true){System.out.println("Welcome");try{Thread.sleep(1000);}catch(Exceptionex){}}System.out.println("其他工作");//代码行1}}该程序似乎没有什么问题，运行时，"Welcome"也能不断打印。但是

4、，我们发现，打印函数中的while循环是个死循环，也就是说，这个死循环不运行完毕，程序将不能作其他事情。比如，程序中的代码行1永远也无法运行。这就给程序的功能形成了巨大的阻碍。在实际应用开发的过程中，经常会出现一个程序看起来同时作好几件事情的情况，如?程序进行一个用时较长的计算，希望该计算进行的时候，程序还可以做其他事情；程序进行一个用时较长的计算，希望该计算进行的时候，程序还可以做其他事情；软件要能够接受多个客户的请求，而让客户感觉不出等待；媒体播放器在播放歌曲的同时也能下载电影；财务软件在后台进行财务汇总的同时还能接受终端的请求；等等。在这些情况下，多线程就能够起到巨大的作

5、用。线程和进程的关系很紧密，进程和线程是两个不同的概念，但是进程的范围大于线程。通俗地说，进程就是一个程序，线程是这个程序能够同时做的各件事情。比如，媒体播放机运行时就是一个进程，而媒体播放机同时做的下载文件和播放歌曲，就是两个线程。以上代码如果用线程来进行开发，在Java语言里面，就可以用如P03_02.java的方式(其他语言类似)。运行，就会发现，此时“打印欢迎信息”和“其他工作”就“同时”做了。3.1.2线程机制和生命周期每个程序至少自动拥有一个线程，称为主线程。当程序加载到内存时，启动主线程。从上节的程序可以看出，代码行：实际上相当于实例化一个新的线程对象，并运行该线

6、程中的run()函数。该线程的运行并不影响主线程向下执行，这是为什么呢？这是由于多线程的机制实际上相当于CPU交替分配给不同的代码段来运行：也就是说，某一个时间片，某线程运行，下一个时间片，另一个线程运行，各个线程都有抢占CPU的权利，至于决定哪个线程抢占，是操作系统需要考虑的事情。由于时间片的轮转非常快，用户感觉不出各个线程抢占CPU的过程，看起来好像计算机在“同时”做好几件事情。WelcomeThreadwt=newWelcomeThread();wt.start();一个线程有从创建、运行到消亡的过程，称为线程的生命周期。用线程的状态（state）表明线程处在生命周期的哪

7、个阶段。线程有创建、可运行、运行中、阻塞、死亡五种状态。通过线程的控制与调度可使线程在这几种状态间转化。这五种状态详细描述如下：1：创建状态：使用new运算符创建一个线程后。该线程仅仅是一个空对象，系统没有分配资源。2：可运行状态：使用start()方法启动一个线程后，系统分配了资源，使该线程处于可运行状态（Runnable）。3：运行中状态：占有CPU，执行线程的run()方法。4：阻塞状态：运行的线程因某种原因停止继续运行。5：死亡状态：线程结束。线程的安全隐患可能出现在各个状态。一般说