高清版21天学通JAVA第十三天.docx
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高清版21天学通JAVA第十三天
第13章
多线程
·多线程是Java中的并发机制，表示能够在同一时间内同时执行多
个操作。
在日常生活中，边上网边听歌就是一个多线程。
随着CPU
进入双核，甚至多核时代，多线程的优势越来越明显。
Java本身
就是一门支持多线程的语言，在Java中使用多线程是很方便的，
同样也是很高效的。
通过本章的学习，读者应该能够完成如下几
个目标。
·了解什么是多线程。
·熟练掌握如何定义和使用多线程。
·了解多线程的生命周期。
·掌握多线程的调用的几个情况。
·了解多线程的同步问题。
1-1
13.1多线程简介
·多线程就好像日常生活中同时做几件事一样，例如早上起床，要
烧水洗脸，在烧水时就可以刷牙，还可以边刷牙边看早间新闻，
这样就同时做着烧水、刷牙、看电视三件事。
多线程也是一样的
，在同一时刻有可能在执行多个线程，这样能够更好地提高办事
效率。
·在实际开发中也是在很多地方使用多线程的，例如在很多网站中
，当用户注册后，系统一方面会通知用户已经注册成功，一方面
向用户在注册时填写的Email中发送邮件。
这里就需要使用多线程
，如果使用的是单线程，系统就会向用户注册的Email中发送邮件
后才显示用户注册成功，由于发送邮件可能需要很长的时间，从
而影响整个注册进度。
·在前面的学习中，虽然没有使用多线程，但是同样使用到了线程
的知识。
在每一个程序中的main方法就是一个线程，它一般被称
为主线程。
在主线程中可以启动多个子线程来执行。
1-2
13.2定义线程和创建线程对象
·在上一小节中讲解了什么是多线程，在本节中就来讲解怎样来定
义线程和如何创建线程对象。
定义线程有两种方法，一种是继承
Thread类，一种是实现Runnable接口，这两种方法是存在各自优
缺点的。
和定义线程对应的就是创建线程对象，也是有两种方法
。
在本节中就来学习使用这两种方法来定义线程，以及相对应的
创建线程对象。
1-3
13.2.1继承Thread类定义线程
·定义一个线程可以通过继承Thread类来实现，这是一种相对简单
的定义线程的方法。
在Thread类中具有一个run方法，在定义的线
程中需要重写这个方法。
在重写的run方法中，可以定义该线程所
要执行的语句。
当线程启动时，run方法中的程序就成为一条独立
的执行线程。
·【范例】示例代码是一个通过继承Thread类定义线程的程序。
·示例代码
·01publicclassXianCheng1extendsThread
·02{
·03publicvoidrun（）
·04{
·05System.out.println（"通过继承Thread定义线程"）;
·06}
·07}
1-4
1-5
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·
该程序是无法运行的，因为没有main方法，也就是没有启动线程的方法
。
在该程序中创建了一个线程类继承于Thread类，并且在该类中重写了
run方法，在其中定义了该线程的功能是显示一条语句。
注意：
重写的run方法也是可以作为一般的方法来调用的，但是这种调用
并不是作为一个线程出现的，它只是主线程中的一部分。
同样，run方法
也是可以被重载的，但是重载后的run方法不作为一个线程，也是主线程
的一部分。
讲解完定义线程后，就可以来学习如何创建线程对象。
通过继承Thread
类创建线程，是很容易创建线程对象的。
在这种定义线程的方法中，创
建线程对象和创建普通对象是一样的。
下面是创建示例代码13-1中线程
对象的代码。
XianCheng1xc=newXianCheng1（）;
从创建线程对象的程序可以看出，创建线程对象的方法和创建普通对象
的方法是一样的。
但是这只是对于使用继承Thread类创建线程的方法来
说的。
13.2.2实现Runnable接口定义线程
1-6
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·
定义线程除了通过继承Thread类来实现，还可以通过实现Runnable接口
来实现。
在Runnable接口中具有一个抽象的run方法，在实现Runnable接
口时，需要实现该run方法。
该run方法就会作为一个执行线程的方法。
【范例】示例代码是一个通过实现Runnable接口定义线程的程序。
·示例代码
01publicclassXianCheng2implementsRunnable
02{
03publicvoidrun（）
04{
05System.out.println（"通过实现Runnable接口定义线程"）;
06}
07}
1-7
·
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·
1是通过继承Thread类定义线程，2是通过实现Runnable接口来定义线程
。
这两种方法中都需要定义一个run方法，不管该方法是通过重写父类方
法，还是实现接口方法。
run方法是一个线程的入口，是线程必须具有的
。
在使用通过实现Runnable接口定义的线程中，要想创建线程对象就不是
很容易做到的。
因为直接创建类对象，创建的并不是一个线程对象。
要
想创建线程对象，必须要借助Thread类。
Thread类具有4个构造器，最常用的就是具有一个参数，该参数是实现
Runnable接口类对象的构造器。
创建线程对象的程序如下所示。
XianCheng2xc=newXianCheng2（）;
Threadt=newThread（xc）;
在该程序中，首先创建了一个实现Runnable接口的类对象，然后将该对
象作为Thread类的参数，从而创建了一个线程对象。
创建的类对象是可
以作为多个Thread类构造器参数的，这样就创建了多个线程。
这一点将
在以后的学习中多次使用。
13.3运行线程
·在上一节中学习了如何定义线程，并且知道了如何创建线程对象
。
对这些都了解后就需要来学习如何运行线程。
在本节中分为两
个小节来讲解，先来学习如何启动线程，然后讲解如何运行多个
线程。
1-8
13.3.1启动线程
1-9
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·
有些读者会认为启动线程就是调用线程类中的run方法。
例如示例代码13-3中所演
示的。
【范例】示例代码是一个错误的启动线程的程序。
·示例代码
01classMyRunnableimplementsRunnable
02{
03//定义一个run线程方法
04publicvoidrun（）
05{
06System.out.println（"这是一个错误的启动线程的程序"）;
07}
08}
09publicclassXianCheng3
10{
11publicstaticvoidmain（Stringargs[]）
12{
13MyRunnablemr=newMyRunnable（）;
14mr.run（）;//调用run方法
15}
16}
·从该程序可以看出，run方法是可以通过方法
调用来执行的，但是这并不代表创建了一个新
线程。
这是一个错误的启动线程的方法。
·如果想正确地启动一个线程，需要调用线程对象的start方法，下
面通过程序来演示如何正确的启动一个线程。
1-10
一个正确的启动线程的程序
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01
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09
10
11
12
13
14
classMyRunnableimplementsRunnable
{
//定义一个run线程方法
publicvoidrun（）
{
System.out.println（"这是一个正确的启动线程的程序"）;
}
}
publicclassXianCheng4
{
publicstaticvoidmain（Stringargs[]）
{
MyRunnablemr=newMyRunnable（）;
Threadt=newThread（mr）;
·
·
·
15
16
17
}
}
t.start（）;
//启动线程
1-11
·【代码解析】第一次看到该程序时，读者可能会感到有些奇怪，
为什么调用的是start方法，而执行的是run方法，这就是Java对多
线程的设计。
在调用start方法后，就启动了线程，该线程是和
main方法并列执行的线程。
这样该程序就变为一个多线程程序。
·注意：
线程只能被启动一次，也就是只能调用一次start方法。
当
多次启动线程，也就是多次调用start方法时，就会发生异常。
1-12
13.3.2同时运行多个线程
·学习了如何启动线程，接下来就来学习如何同时运行多个线程。
首先通过示例代码来看一下如何同时运行多个线程。
·27
·28
·29
·30
·31
·32
publicstaticvoidmain（Stringargs[]）
{
MyRunnable1mr1=newMyRunnable1（）;
MyRunnable2mr2=newMyRunnable2（）;
Threadt1=newThread（mr1）;
Threadt2=newThread（mr2）;
·33
·34
·35
}
t1.start（）;
t2.start（）;
//启动第一个线程
//启动第二个线程
·36}
1-13
·【代码解析】在示例代码13-6中首先定义了两个实现Runnable接
口的类，在两个类中都定义了run方法，显示多个不同的符号。
从
运行结果中可以看出，不同的符号是交替显示的。
·在同时运行多个线程时，运行结果不是唯一的，因为有很多不确
定的因素。
首先先执行哪一个线程就是不确定的，线程间交替也
是不确定的。
但是确定的是每一个线程都将启动，每一个线程都
执行结束。
1-14
13.4线程生命周期
·线程是存在生命周期的。
线程的生命周期分为五种不同的状态，
分别是新建状态、准备状态、运行状态、等待/阻塞状态和死亡状
态。
在本节中就来对每一个状态进行讲解。
1-15
13.4.1新建状态
·当一个线程对象被创建后，线程就处于新建状态。
在新建状态中
的线程对象从严格意义上看还只是一个普通的对象，它还不是一
个独立的线程。
处于新建状态中的线程被调用start方法后就会进
入准备状态。
从新建状态中只能进入准备状态，并且不能从其他
状态进行新建状态。
新建状态是线程生命周期的第一个状态。
1-16
13.4.2准备状态
·处于新建状态中的线程被调用start方法就会进入准备状态。
处于
准备状态下的线程随时都可能被系统选择进入运行状态，从而执
行线程。
可能同时有多个线程处于准备状态，对于哪一个线程将
进入运行状态是不确定的。
线程从新建状态进入到准备状态后是
不可能再进入新建状态的。
在等待/阻塞状态中的线程被解除等待
和阻塞后将不直接进入运行状态，而是首先进入准备状态，让系
统来选择哪一个线程进入运行状态。
1-17
13.4.3运行状态
·处于准备状态中的线程一旦被系统选中，使线程获取了CPU时间，
就会进入运行状态。
在运行状态中将执行线程类run方法中的程序
语句。
线程进入运行状态后也不是一下执行结束的，线程在运行
状态下随时都可能被调度程序调度回准备状态。
在运行状态下还
可以让线程进入到等待/阻塞状态。
在通常的单核CPU中，在同一
时刻只有一个线程处于运行状态的。
在多核的CPU中，就可能两个
线程或者更多的线程同时处于运行状态，这也是多核CPU运行速度
快的原因。
1-18
13.4.4等待/阻塞状态
·在Java中定义了许多线程调度的方法，包括睡眠、阻塞、挂起和
等待，这些方法将在后面的调度章节中讲解。
使用这些方法都会
将处于运行状态的线程调度到等待/阻塞状态。
处于等待/阻塞状
态的线程被解除后，不会立即回到运行状态，而是首先进入准备
状态，等待系统的调度。
1-19
13.4.5死亡状态
·当线程中的run方法执行结束后，或者程序发生异常终止运行后，
线程会进入死亡状态。
处于死亡状态的线程不能再使用start方法
启动线程，这在前面的学习中已经学到了这一点。
但是这不代表
处于死亡状态的线程不能再被使用，它也是可以再被使用的，只
是将被作为普通的类来使用。
·注意：
线程生命周期的问题，有些读者会觉得很容易的。
线程生
命周期的问题在后面的学习中会经常使用到，只有能充分了解线
程的生命周期，才能更好地理解后面的内容。
1-20
13.5线程的调度
·通过系统自动调度，线程的执行顺序是没有保障的。
在Java中定
义了一些线程调度的方法，使用这些方法在一定程序上对线程进
行调度，使用这些方法只是给线程一个建议，具体是否能够成功
，也是没有保障的。
线程调度的方法有几个，包括睡眠方法、设
置优先级、让步方法等，在本节中就来学习这些方法的使用。
1-21
13.5.1睡眠方法
·当线程处于运行状态时，调用sleep睡眠方法将使线程从运行状态
进入等待/阻塞状态，从而使程序停止运行。
sleep睡眠方法是具
有一个时间参数的，当经过这么长时间后，线程将进入准备状态
，等待系统的调度。
从而可以看出，当线程调用睡眠方法后，要
想回到运行状态，需要的时间要比指定的睡眠时间长。
·sleep方法被重载，存在两种形式，sleep方法的基本语法格式如
下所示。
·publicstaticvoidsleep（longmillis）throws
InterruptedException;
·publicstaticvoidsleep（longmillis,intnanos）throws
InterruptedException;
1-22
·使用这两个sleep方法都能使线程进入睡眠状态，mills参数表示线
程睡眠的毫秒数，nanos参数表示线程睡眠的纳秒数。
sleep方法
是一个静态的方法，所以sleep方法不是依赖于某一个对象的，它
的位置是比较随意的。
当在线程中执行sleep方法，则该线程就进
入睡眠状态。
要想让某一个线程进入睡眠状态，并不是让该线程
调用sleep方法，而只是让该线程执行sleep方法。
sleep方法是可
能发生捕获异常的，所以在使用sleep方法时必须进行异常处理。
·注意：
sleep方法只是给线程一个调度的建议，是否调度成功是不
能确定的。
在该程序中只有两个线程，所以运行结果出现交替显
示的结果。
当程序中存在多个线程时，运行结果就可以发生变化
，甚至出现意外的结果。
1-23
13.5.2线程优先级
·在大部分的系统中，对进程的调度都是采用优先级的方式来进行
的。
在Java中对线程进行调度时，也是可以采用优先级来调度的
。
不同的线程可以具有不同的优先级，优先级高的线程就会占用
更多的CPU资源和被执行概率。
·Java中的优先级是采用从1到10来表示的，数字越大表示优先级越
高。
如果没有为线程设置优先级，则线程的优先级为5，这也是线
程的默认值。
但是对于子线程来说，它的优先级是和其父线程优
先级相同的。
·当需要对线程的优先级进行设置时，可以通过调用setPriority方法
来设置。
setPriority方法的语法格式如下所示。
·publicfinalvoidsetPriority（inti）;
·其中参数i表示的就是优先级的等级数，它可以从1到10。
除了可
以使用数字来表示优先级，Java还在Thread类中定义了三个表示
优先级的常量。
MAX_PRIORITY表示线程的最高优先级，
NORM_PRIORITY表示线程的默认优先级，MIN_PRIORITY表示
线程的最低优先级。
1-24
13.5.3
yield让步方法
·在Java中具有两种线程让步方法，先来介绍第一种yield让步方法
。
yield让步方法是让线程让出当前CPU，而将CPU让给哪一个线程
是不确定的，由系统来进行选择。
使用yield让步方法的线程将从
运行状态进入到准备状态。
·注意：
yield让步操作是可能不成功的。
因为在线程中使用yield
方法，使该线程进入准备状态。
但是系统是有可能再次选择该线
程，使该线程进入运行状态的。
·yield让步方法的基本语法格式如下所示。
·publicstaticvoidyield（）;
·可以看出yield让步方法是一个静态方法，所以该方法也是和对象
无关的。
当在正在运行的线程中运行该方法时，该线程将回到准
备状态。
1-25
13.5.4
join让步方法
·
·
·
·
·
1-26
使用join让步方法，可以将当前线程的CPU资源让步给指定的线程。
join
让步方法的语法格式如下所示。
publicfinalvoidjoin（）throwsInterruptedException;
publicfinalvoidjoin（longmills）throwsInterruptedException;
publicfinalvoidjoin（longmillis,intnanos）throws
InterruptedException;
join让步方法是具有三种形式的，没有参数表示指定的线程执行完成后
再执行其他线程，参数表示在参数的时间内执行让步给的执行线程。
join让步方法也是可能发生捕获异常的，所以在使用时要进行异常处理
。
13.6综合练习
·
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·
·
·
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·
·
·
·
1-27
1.判断下面程序是否能够正常运行。
01publicclassLianXi1extendsThread
02{
03publicvoidrun（）
04{
05for（inti=0;i<5;i++）
06{
07System.out.println（i）;
08}
09}
10publicstaticvoidmain（Stringargs[]）
11{
12LianXi1lx=newLianXi1（）;
13lx.run（）;
14}
15}
13.6综合练习
·
·
·
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·
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·
·
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·
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·
·
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·
1-28
2.判断下面的程序是否能够正常运行。
01publicclassLianXi2extendsThread
02{
03publicvoidrun（）
04{
05for（inti=0;i<5;i++）
06{
07Thread.sleep（100）;
08}
09}
10publicstaticvoidmain（Stringargs[]）
11{
12LianXi1lx=newLianXi1（）;
13lx.run（）;
14}
15}
13.7小结
·在本章中学习了Java中的多线程，首先对线程进行了简单的介绍
，然后讲解如何定义、创建和运行多线程。
接下来还讲解了线程
的生命周期和对线程的调度。
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