Java线程及多线程技术及应用
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java多线程:Java 线程简介疯狂代码 / ĵ:http://Java/Article23914.html、本教程有什么内容? 本教程研究了线程的基础知识 ― 线程是什么、线程为什么有用以及怎么开始编写使用线程的简单程序。
我们还将研究更复杂的、使用线程的应用程序的基本构件 ― 如何在线程之间交换数据、如何控制线程以及线程如何互相通信。
2、我应该学习这个教程吗? 本教程适用于拥有丰富 Java 语言应用知识,但又没有多少多线程或并发性经验的 Java 程序员。
学习完本教程之后,您应该可以编写一个使用线程的简单程序。
您还应该可以阅读并理解以简单方法使用线程的程序。
II、线程基础 1、什么是线程? 几乎每种操作系统都支持进程的概念 ―― 进程就是在某种程度上相互隔离的、独立运行的程序。
线程化是允许多个活动共存于一个进程中的工具。
大多数现代的操作系统都支持线程,而且线程的概念以各种形式已存在了好多年。
Java 是第一个在语言本身中显式地包含线程的主流编程语言,它没有把线程化看作是底层操作系统的工具。
有时候,线程也称作轻量级进程。
就象进程一样,线程在程序中是独立的、并发的执行路径,每个线程有它自己的堆栈、自己的程序计数器和自己的局部变量。
但是,与分隔的进程相比,进程中的线程之间的隔离程度要小。
它们共享内存、文件句柄和其它每个进程应有的状态。
进程可以支持多个线程,它们看似同时执行,但互相之间并不同步。
一个进程中的多个线程共享相同的内存地址空间,这就意味着它们可以访问相同的变量和对象,而且它们从同一堆中分配对象。
尽管这让线程之间共享信息变得更容易,但您必须小心,确保它们不会妨碍同一进程里的其它线程。
Java 线程工具和 API 看似简单。
但是,编写有效使用线程的复杂程序并不十分容易。
因为有多个线程共存在相同的内存空间中并共享相同的变量,所以您必须小心,确保您的线程不会互相干扰。
2、每个 Java 程序都使用线程 每个 Java 程序都至少有一个线程 ― 主线程。
【关键字】实验java多线程实验报告篇一:西北农林科技大学java多线程实验报告实验7 多线程1.实验目的(1) 掌握Java多线程的概念和实现方法(2) 掌握Java多线程的同步问题2.实验内容任务一:火车售票假设有火车票1000张,创建10个线程模拟10个售票点,每个售票点100毫秒买一张票。
打印出售票过程,注意使用synchronized确保同一张票只能卖出一次。
程序运行结果见左图。
打开EclipseTickets.javapublic class Ticket extends Thread {int ticket =1000; String name =""; public void run(){ while(true){synchronized(name){ if(ticket"第" + Thread.currentThread().getName()+ "售票点卖出了第" + ticket-- + "张票");}} }}} try{ } catch(InterruptedException e){ } Thread.sleep(100);Test.javapublic class Test {} public static void main(String args[]){} Ticket t = new Ticket(); new Thread(t,"1").start(); new Thread(t,"2").start(); new Thread(t,"3").start(); new Thread(t,"4").start(); new Thread(t,"5").start(); new Thread(t,"6").start(); new Thread(t,"7").start(); new Thread(t,"8").start(); new Thread(t,"9").start(); new Thread(t,"10").start();任务二:银行存款假设某家银行,它可接受顾客的汇款,每做一次汇款,便可计算出汇款的总额。
多线程调用静态方法多线程调用静态方法是一种常见的并发编程技术,它可以提高程序的执行效率和性能。
在多线程环境下,多个线程可以同时调用同一个静态方法,从而实现并发执行。
本文将介绍多线程调用静态方法的原理、实现方法和注意事项。
在Java中,静态方法是属于类的,而不是属于对象的。
因此,多个线程可以同时调用同一个静态方法,而不会出现线程安全问题。
当多个线程同时调用静态方法时,JVM会为每个线程创建一个独立的栈帧,用于保存方法的局部变量和操作数栈。
这样,每个线程都可以独立地执行方法,而不会相互干扰。
二、多线程调用静态方法的实现方法在Java中,多线程调用静态方法的实现方法有两种:继承Thread 类和实现Runnable接口。
下面分别介绍这两种方法的实现步骤。
1. 继承Thread类继承Thread类是一种比较简单的多线程实现方法。
具体步骤如下:(1)定义一个继承自Thread类的子类,并重写run()方法。
(2)在run()方法中调用静态方法。
(3)创建多个子类对象,并调用start()方法启动线程。
示例代码如下:```public class MyThread extends Thread {public void run() {MyClass.staticMethod();}}public class Test {public static void main(String[] args) {MyThread t1 = new MyThread();MyThread t2 = new MyThread();t1.start();t2.start();}}```2. 实现Runnable接口实现Runnable接口是一种更加灵活的多线程实现方法。
具体步骤如下:(1)定义一个实现了Runnable接口的类,并实现run()方法。
(2)在run()方法中调用静态方法。
(3)创建多个Runnable对象,并将它们作为参数传递给Thread 类的构造方法。
java多线程实验报告一、实验目的本次实验旨在探究Java多线程编程的原理和技巧,以及如何应用多线程编写高效、稳定、可靠的多线程应用程序。
二、实验环境本次实验使用的环境为:硬件:Intel Core i5 2.5 GHz处理器,8GB内存,256GB SSD硬盘软件:Windows 10操作系统,JDK 1.8开发工具三、实验步骤1. 编写并运行多线程程序2. 对程序进行分析、调试和优化3. 测试程序的效率和稳定性4. 记录实验过程和实验结果5. 撰写实验报告四、实验过程1. 编写并运行多线程程序本次实验编写的多线程程序是一个简单的计时器,程序的主要功能是在控制台上输出1-100的数字,并在输出每一个数字之前暂停一段时间,以模拟实际应用中的处理等待。
具体代码如下:public class MyThread extends Thread {private int delay;private int count;public MyThread(int delay, int count) {this.delay = delay;this.count = count;}@Overridepublic void run() {for (int i = 1; i <= count; i++) {try {Thread.sleep(delay);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}System.out.println(i);}}}public class Main {public static void main(String[] args) {MyThread thread1 = new MyThread(100, 100); MyThread thread2 = new MyThread(50, 100); thread1.start();thread2.start();}}2. 对程序进行分析、调试和优化在程序分析、调试和优化的过程中,我遇到了以下几个问题和解决方法:问题1:程序多次运行时,会出现线程执行顺序不同的情况;解决方法:使用Thread.sleep和yield方法来控制线程执行顺序。
常用的java语言Java语言是目前广泛应用于企业级应用的一种高级编程语言,它具有丰富的类库、大型项目管理和跨平台特性,因此备受开发者的喜爱。
本文将为您介绍常用的Java 语言,包括特点、应用领域及实现技术等方面。
一、Java语言特点1. 简单易学:Java语法非常简单,代码易于阅读和编写。
2. 面向对象:Java是一门面向对象的编程语言,封装、继承、多态等面向对象特性具有广泛应用。
3. 可移植性:Java语言具有跨平台性,可以在不同的操作系统上运行,并且不需要重新编译。
4. 安全可靠:Java拥有安全性高、内存管理自动、垃圾回收等特性,避免了因内存泄漏、缓冲区溢出等问题导致的代码崩溃和系统崩溃。
5. 大量类库:Java有非常多的类库,可以帮助开发者快速且高效地编写代码。
6. 适合网络编程:Java通过提供Socket类等API,可以很方便地进行网络编程。
7. 多线程:Java具有多线程特性,能够大幅提高程序的效率和性能。
二、Java语言应用领域Java语言用途非常广泛,如下为Java语言的主要应用领域:1. 服务器端应用:Java语言在服务器端应用开发方面表现卓越,例如开发网络服务器,基于Spring MVC框架开发RESTful应用、Web服务等。
2. 移动应用:Java语言在开发各种移动应用领域大有发展,例如中间件框架、移动测试工具等。
3. 游戏开发:Java可用于游戏开发,如Java游戏引擎。
4. 大数据处理:Java语言在大数据处理领域表现优异,如Hadoop等。
5. 集成其他系统或项目:现在很多的软件或项目在开发时采用Java语言进行,因此Java语言也逐渐成为整合各种系统或项目的工具。
三、Java语言实现技术1. Java虚拟机(JVM):Java虚拟机(''JVM'')是Java语言实现的关键技术之一,它使Java语言编写的程序可以在不同的操作系统上运行。
JAVA多线程(一)基本概念和上下文切换性能损耗1 多线程概念在理解多线程之前,我们先搞清楚什么是线程。
根据维基百科的描述,线程是操作系统能够进行运算调度的最小单位。
它被包含在进程之中,是行程中的实际运行单位。
一条线程指的是进程中一个单一顺序的控制流,一個进程中可以并行多个线程,每条线程并行执行不同的任务。
每个线程共享堆空间,拥有自己独立的栈空间。
这里反复出现的概念是线程和进程,我们在这里列出它们的区别:线程划分尺度小于进程,线程隶属于某个进程;进程是CPU、内存等资源占用的基本单位,线程是不能独立占有这些资源的;进程之间相互独立,通信比较困难,而线程之间共享一块内存区域,通信方便;进程在执行过程中,包含比较固定的入口、执行顺序和出口,而进程的这些过程会被应用程序控制。
多线程是指从软件或者硬件上实现多个线程并发执行的技术。
具有多线程能力的计算机因有硬件支持而能够在同一时间执行多个线程,进而提升整体处理效能。
2 为什么要使用多线程随着计算机硬件的发展,多核CPU已经屡见不鲜了,甚至手机处理器都早已是多核的天下。
这就给我们使用多线程提供了硬件基础,但是,只是因为硬件让我们可以实现多线程,就要这样做吗?一起来看看多线程的优点:更高的运行效率。
在多核CPU上,线程之间是互相独立的,不用互相等待,也就是所谓的“并行“。
举个例子,一个使用多线程的文件系统可以实现高吞吐量和低延迟。
这是因为我们可以用一个线程来检索存储在高速介质(例如高速缓冲存储器)中的数据,另一个线程检索低速介质(例如外部存储)中的数据,二者互不干扰,也不用等到另一个线程结束才执行;多线程是模块化的编程模型。
在单线程中,如果主执行线程在一个耗时较长的任务上卡住,或者因为网络响应问题陷入长时间等待,此时程序不会响应鼠标和键盘等操作。
多线程通过将程序分成几个功能相对独立的模块,单独分配一个线程去执行这个长耗时任务,不影响其它线程的执行,就可以避免这个问题;与进程相比,线程的创建和切换开销更小。
java多线程学习基础篇(三)Thread类的常⽤⽅法线程Thread是⼀个程序的多个执⾏路径,执⾏调度的单位,依托于进程存在。
线程不仅可以共享进程的内存,⽽且还拥有⼀个属于⾃⼰的内存空间,这段内存空间也叫做线程栈,是在建⽴线程时由系统分配的,主要⽤来保存线程内部所使⽤的数据,如线程执⾏函数中所定义的变量。
Java中的多线程是⼀种抢占机制⽽不是分时机制。
抢占机制指的是有多个线程处于可运⾏状态,但是只允许⼀个线程在运⾏,他们通过竞争的⽅式抢占CPU。
下⾯介绍⼀些常⽤的Thread⽅法。
Thread.join():静态⽅法,返回对当前正在执⾏的线程对象的引⽤在很多情况下,主线程⽣成并起动了⼦线程,如果⼦线程⾥要进⾏⼤量的耗时的运算,主线程往往将于⼦线程之前结束,但是如果主线程处理完其他的事务后,需要⽤到⼦线程的处理结果,也就是主线程需要等待⼦线程执⾏完成之后再结束,这个时候就要⽤到join()⽅法了。
Join⽅法实现是通过wait(⼩提⽰:Object 提供的⽅法)。
当main线程调⽤t.join时候,main线程会获得线程对象t的锁(wait 意味着拿到该对象的锁),调⽤该对象的wait(等待时间),直到该对象唤醒main线程,⽐如退出后。
这就意味着main 线程调⽤t.join时,必须能够拿到线程t对象的锁。
join() ⼀共有三个重载版本,分别是⽆参、⼀个参数、两个参数:public final void join() throws InterruptedException; //⽆参数的join()等价于join(0),作⽤是⼀直等待该线程死亡public final synchronized void join(long millis) throws InterruptedException; //最多等待该线程死亡millis毫秒public final synchronized void join(long millis, int nanos) throws InterruptedException; //最多等待该线程死亡millis毫秒加nanos纳秒(1) 三个⽅法都被final修饰,⽆法被⼦类重写。
java中实现多线程的方法Java是一种非常强大的编程语言,它支持多线程,这是Java的一个重要特性。
多线程允许同时执行多个任务,从而大大提高了应用程序的效率和性能。
在Java中实现多线程的方法有很多种,下面我们将一步步地阐述这些方法。
第一种方法是继承Thread类。
我们可以在Java中创建一个继承Thread类的子类,并在子类中实现run()方法。
在run()方法中编写多线程代码。
以下是示例代码:```class MyThread extends Thread {public void run() {//多线程代码}}```在上述代码中,我们创建了一个名为MyThread的子类,并重写了Thread类的run()方法。
第二种方法是实现Runnable接口。
这种方法需要创建一个实现Runnable接口的类,然后实例化一个Thread对象并将实现Runnable 接口的类作为参数传递给Thread对象。
以下是示例代码:class MyRunnable implements Runnable {public void run() {//多线程代码}}public class Main {public static void main(String[] args) {MyRunnable obj = new MyRunnable();Thread thread = new Thread(obj);thread.start();}}```在上述代码中,我们创建了一个名为MyRunnable的类,并实现了Runnable接口。
我们在主类中创建了一个MyRunnable对象,并通过传递该对象作为参数创建了一个Thread对象。
最后启动线程。
第三种方法是使用匿名内部类。
这种方法可以减少代码的数量。
以下是示例代码:```public class Main {public static void main(String[] args) {new Thread(new Runnable() {public void run() {//多线程代码}}).start();}```在上述代码中,我们使用匿名内部类创建了一个Runnable对象并启动了一个线程。
在 Java 中,实现多线程并返回结果通常可以通过以下几种方式:
1.使用Callable和Future:
▪Callable接口允许线程返回一个值,而Future接口用于检索线程执行的结果。
▪创建一个实现Callable接口的类,并在call方法中定义线程的逻辑,然后使用ExecutorService提交Callable任务,并得到Future对象。
▪使用Future对象的get方法获取线程执行的结果。
1.使用CompletableFuture:
▪CompletableFuture类提供了更灵活和方便的方式来处理异步任务,并允许设置完成时的回调操作。
▪使用CompletableFuture.supplyAsync方法提交异步任务,并在supplyAsync 方法中定义线程的逻辑。
▪通过thenApply方法链式调用,处理线程执行的结果。
这两种方法都允许在多线程环境中执行耗时操作,并在执行完成后获取结果。
选择哪种方式取决于具体的需求和场景。
[关健词]多线程;模式;兄锁;同步 1.Java多线程技术和Guarded Suspension 模式
1.1多线程技术 当操作系统开始运行一个程序时,就会创 建一个进程(process)。进程指当前正在执行的 程序。每个进程至少包含一个运行的线程 (thread),线程是指进程中单一顺序的控制流。 与进程不同的是,同类的多个线程是共享 一块内存空间和一组系统资源,而线程本身的 数据通常只包括微处理器的寄存器数据,以及 一个供程序执行时使用的堆栈。所以系统在产 生一个线程。或者在各个线程之间切换时,负 担要比进程小得多,正因如此,线程被称为轻 量型进程(1ight—weight process)。一个进程中 可以包含多个线程。 Java语言在众多的程序设计语言中体现出 的优势之一就在于语言本身内置了对多线程技 术的支持。Java的线程是通过java.fang. Thread类来实现的。多线程技术则是指在单个 程序内部在同一时刻执行多个代码段,完成不 同的任务的技术。 1.2多线程的同步 当多个线程同时运行时,经常会需要共享 数据,此时就需要考虑其他线程的状态和行为, 否则就不能保证程序的运行结果的正确性。这 同步处理 键代码。 就是线程的同步问题。 Java语言中引入了对象互斥锁的概念,来 保证共享数据操作的完整性。每个对象都对应 于一个可称为“互斥锁”的标记(关键宇syn. chronized),这个标记用来保证在任一时刻,只 能有一个线程访问该对象。当某个对象用syn. chronized修饰时,表明该对象在任一时刻只能 由一个线程访问。synchronized还可以放在方法 声明中,表示整个方法为同步方法。 1.3 Guarded Suspension(被监视的挂起) 模式 所谓Guarded Suspension模式,即在该模式 下,当某个线程对临界资源进行访问时,首先 需要判断临界资源的警戒条件是否成立,如果 成立,则可以进行访问;否则,该线程就会进 入临界资源的等待区(wait set)被阻塞起来, 直到其他的线程改变了临界资源的状态,使临 界资源的警戒条件成立后,才使用notify()方 法将其唤醒。 该模式的优点有以下两点: 1)可以允许一个线程处理一个处于对于执 行某个操作不正确的状态的对象。它只是等待 直到这个对象处在正确的状态,而不是占有这 个对象的同步锁。 2)可用于控制多个线程使用同一个对象的 同一个方法。
第6 章 Java线程及多线程技术及应用 6.1线程基本概念 1、进程和线程的基础知识 进程:运行中的应用程序称为进程,拥有系统资源(cpu、内存) 线程:进程中的一段代码,一个进程中可以哦有多段代码。本身不拥有资源(共享所在进程的资源) 在java中,程序入口被自动创建为主线程,在主线程中可以创建多个子线程。 区别: 1、是否占有资源问题 2、创建或撤销一个进程所需要的开销比创建或撤销一个线程所需要的开销大。 3、进程为重量级组件,线程为轻量级组件
多进程: 在操作系统中能同时运行多个任务(程序) 多线程: 在同一应用程序中有多个功能流同时执行
2、线程的主要特点 不能以一个文件名的方式独立存在在磁盘中; 不能单独执行,只有在进程启动后才可启动; 线程可以共享进程相同的内存(代码与数据)。 3、线程的主要用途
利用它可以完成重复性的工作(如实现动画、声音等的播放)。 从事一次性较费时的初始化工作(如网络连接、声音数据文件的加载)。 并发执行的运行效果(一个进程多个线程)以实现更复杂的功能 4、多线程(多个线程同时运行)程序的主要优点
可以减轻系统性能方面的瓶颈,因为可以并行操作; 提高CPU的处理器的效率,在多线程中,通过优先级管理,可以使重要的程序优先操作,提高了任务管理的灵活性;另一方面,在多CPU系统中,可以把不同的线程在不同的CPU中执行,真正做到同时处理多任务。
6.2 线程创建与启动 1、与线程编程有关的一些概念 创建方式: 1 继承java.lang.Thread类 2 实现java.lang.Runnable接口 线程体:public void run()方法,其内的程序代码决定了线程的行为和功能。 线程启动: public void start () , 线程启动后,需要获取cpu才能自动调用run()运行。 线程休眠: public void sleep(long ms), 线程将暂停,放弃cpu 2、利用继承Thread类创建线程的示例 package com.px1987.j2se.thread.base; /**通过Thread类实现多线程 定义一个Thread的子类并重写其run方法.*/ public class MyThread extends Thread { @Override public void run() { while (true) { System.out.println("invoke MyThread run method"); } } public static void main(String[] args) { // main方法测试线程的创建与启动
MyThread myThread = new MyThread(); // 实例化MyThread的对象 myThread.start(); // 调用myThread对象的start方法启动一个线程 } } 3、利用实现Runable接口创建线程的示例
package com.px1987.j2se.thread.base; /**通过Runable接口实现多线程 定义MyRunable类实现Runnable接口,并实现接口中的run方法。*/ public class MyRunable implements Runnable { public void run() { while (true) System.out.println("invoke MyRunable run method"); } public static void main(String[] args) { // main方法测试线程的创建与启动 // 建立MyRunable类的对象,以此对象为参数建立Thread类的对象 Thread thread = new Thread(new MyRunable()); thread.start(); // 调用thread对象的start方法启动一个线程 } }
6.3 线程的状态控制 1、新建状态 用new关键字和Thread类或其子类建立一个线程对象后,该线程对象就处于新生状态。处于新生状态的线程有自己的内存空间,通过调用start方法进入就绪状态(runnable)。 2、就绪状态 处于就绪状态的线程已经具备了运行条件,但还没有分配到CPU,处于线程就绪队列,等待系统为其分配CPU。等待状态并不是执行状态,当系统选定一个等待执行的Thread对象后,它就会从等待执行状态进入执行状态,系统挑选的动作称之为“cpu调度”。一旦获得CPU,线程就进入运行状态并自动调用自己的run方法。 3、死亡状态 死亡状态是线程生命周期中的最后一个阶段。线程死亡的原因有两个: 一个是正常运行的线程完成了它的全部工作; 另一个是线程被强制性地终止,如通过执行stop或destroy方法来终止一个线程。 Method stop() & destroy() in the class Thread is deprecated。 当一个线程进入死亡状态以后,就不能再回到其它状态了。 让一个Thread对象重新执行一次的唯一方法,就是重新产生一个Thread对象。 4、体现线程状态转变的代码示例
package com.px1987.j2se.thread.base; public class MyRunable1 implements Runnable { public void run() { while (true) System.out.println("invoke MyRunable run method"); } public static void main(String[] args) { Thread thread = new Thread(new MyRunable()); // 新生状态 thread.start(); // 就绪状态,获得CPU后就能运行 try { Thread.sleep(5000); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } thread.stop(); // 死亡状态 } } 通过查API可以看到stop方法和destory方法已经过时了,所以不能再用,那要怎样做才能强制的销毁一个线程呢?
1、在run方法中执行return 线程同样结束 2、可以在while循环的条件中设定一个标志位,当它等于false的时候,while循环就不在运行,这样线程也就结束了。代码为实现的代码示例:
package com.px1987.j2se.thread.StateControl; public class MyRunable2 implements Runnable { private boolean isStop; //线程是否停止的标志位 public void run() { while (!isStop) System.out.println("invoke MyRunable run method"); } public void stop(){ //终止线程 isStop=true; } public static void main(String[] args) { MyRunable myRunable=new MyRunable(); Thread thread = new Thread(myRunable); thread.start(); try { Thread.sleep(5000); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } myRunable.stop(); //正确的停止线程的方法 } } 5、阻塞状态
处于运行状态的线程在某些情况下,如执行了sleep(睡眠)方法,或等待I/O设备等资源,将让出CPU并暂时停止自己的运行,进入阻塞状态。 在阻塞状态的线程不能进入就绪队列。只有当引起阻塞的原因消除时,如睡眠时间已到,或等待的I/O设备空闲下来,线程便转入就绪状态,重新到就绪队列中排队等待,被系统选中后从原来停止的位置开始继续运行。有三种方法可以暂停Threads执行: (1)sleep方法 可以调用Thread的静态方法:public static void sleep(long millis) throws InterruptedException 使得当前线程休眠(暂时停止执行millis毫秒)。由于是静态方法,sleep可以由类名直接调用:Thread.sleep(„)。下面为代码示例: package com.px1987.j2se.thread.p5; import java.util.Date; import java.text.SimpleDateFormat; class SleepTest implements Runnable { private static SimpleDateFormat format = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd hh:mm:ss"); public void run() { System.out.println("child thread begin"); int i = 0; while (i++ < 5) { System.out.println(format.format(new Date())); try { Thread.sleep(5000); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); }