Java程序设计实用教程_第13章_Java多线程机制

202}0/7/2
6
§13.2.2 线程的状态与生命周期
建的线程在它的一个完整的生命周期中通常要经历如下的四
种状态：
1．新建: 当一个Thread类或其子类的对象被声明并创建时，新 生的线程对象处于新建状态。
2．运行 :线程必须调用start( )方法（从父类继承的方法）通知 JVM，这样JVM就会知道又有一个新一个线程排队等候切换了。一
线程间可以共享进程 中的某些内存单元(包括 代码与数据)，线程的中 断与恢复可以更加节省 系统的开销。
2020/7/2 5
§13.2 Java中的线程
§13.2.1 Java的多线程机制
Java语言的一大特性点就是内置对多线程的支持。
Java虚拟机快速地把控制从一个线程切换到另一个线程。这些
线程将被轮流执行，使得每个线程都有机会使用CPU资源。 每个Java应用程序都有一个
例13-4 Example13_4.java House.java
2020/7/2 14
§13.5 线程的常用方法_1
1．start() ： 线程调用该方法将启动线程，使之从新建状态进入 就绪队列排队，一旦轮到它来享用CPU资源时，就可以脱离创建 它的线程独立开始自己的生命周期了。 2．run(): Thread类的run()方法与Runnable接口中的run()方法的 功能和作用相同，都用来定义线程对象被调度之后所执行的操作， 都是系统自动调用而用户程序不得引用的方法。 3．sleep(int millsecond): 优先级高的线程可以在它的run()方法中 调用sleep方法来使自己放弃CPU资源，休眠一段时间。 4．isAlive(): 线程处于“新建”状态时，线程调用isAlive()方法返 回false。在线程的run()方法结束之前，即没有进入死亡状态之前， 线程调用isAlive()方法返回true.

第13章 Java多线程机制
13.1 13.2 13.3 13.4 13.5
Java中的线程 通过继承Thread类实现多线程 通过Runnable接口实现多线程 线程的调度 线程的同步
13.1 Java中的线程
计算机的发展日新月异，个人计算机上的操作系 统也纷纷采用多任务和分时设计，将早期只有大 型计算机才具有的系统特性带到了个人计算机系 统中。一般可以在同一时间内执行多个程序的操 作系统都有进程的概念。一个进程就是一个执行 中的程序，而每一个进程都有自己独立的一块内 存空间、一组系统资源。在进程概念中，每一个 进程的内部数据和状态都是完全独立的。
13.1.1 进程与线程
进程是程序的一次动态执行过程，它对应 了从代码加载、执行至执行完毕的一个完 整过程，这个过程也是进程本身从产生、 发展至消亡的过程。如果把公司一天的工 作比作一个进程，那么早上公司开门上班 是进程的开始，晚上下班关门是进程的结 束。
13.1.1 进程与线程
线程是比进程更小的执行单位。一个进程 在其执行过程中，可以产生多个线程，形 成多条执行线索，每条线索，即每个线程 也有它自身的产生、存在和消亡的过程， 也是一个动态的概念。就像公司一天的工 作开始后，可以有多个不同的“线程”进 行运作，如财务部门、开发部门、销售部 门等。
运行状态
中断状态
死亡状态
13.1.3 多线程的实现方法
在Java中，创建线程的方法有两种：一种方法 是通过创建Thread类的子类来实现，另一种方 法是通过实现Runnable接口的类来实现，具体 如下。
方法一：定义一个线程类，它继承线程类 Thread并重写其中的方法run() .
重继承，用这种方法定义的类不能再继承其他 父类。

第13章Java多线程 Java语言支持多线程。Java的预定义类都是按照多线程的思路定义的。程序员通过扩展（或实现接口）预定义好的线程类，定义自己的线程类。本章介绍多线程的概念、线程的创建、线程的控制与调度、线程同步等问题。

13.1 多线程 13.1.1 什么叫线程 操作系统可以将一个程序分为多个独立的程序片段，这些程序片段可以并行执行。每个程序片段可以封装为一个线程载体（线程是线程载体的一次执行过程），因此，线程的执行过程就是线程的创建、运行和销毁的过程。多个线程可以同时执行同一线程载体。 与进程不同，用同一个线程类创建的多个线程共享一块内存空间和一组系统资源外，每个线程的数据保存在寄存器和一个系统栈中。

13.1.2 线程生命周期

一个线程从创建、运行到消亡的过程称之为线程的生命周期。在线程的生命周期内，它处于5种状态之一，这5种状态是：新建、就绪、运行中、阻塞、死亡。在程序中，通过调用线程的相应方法，可以对线程进行控制与调度，使线程在几种状态之间转换。线程状态转移如图13-1所示。

图13-1 线程的状态转换图 1．新建状态 使用new运算符创建一个线程对象后，该线程还不是活动对象，系统没有为它分配资 273 源，此时的线程处于新建状态。 2．就绪状态 使用start()方法启动一个处于新建状态的线程后，系统为该线程分配了除CPU以外的所有资源。此时的线程处于就绪状态。就绪状态的线程有很多，它们在就绪队列中排队等待操作系统的调度（这时，线程本身无法主动获得CPU）。此时线程并未真正运行，即没有执行run()方法。

3．运行中状态 操作系统按照某种策略从就绪队列中选择一个线程后，将CPU分配给该线程，此时该线程才开始运行run()方法，这时的线程处于运行中状态。 对于单个CPU的计算机来说，多个线程通过分时使用CPU实现多线程对单处理器的共享。对于多个CPU的计算机来说，在同一时刻每个线程可以拥有自己独立的CPU资源。

步
斥
通过synchronized关键字对共享资源进行加锁， 确保只有一个线程可以访问。
使用Lock和Condition类提供的方法对线程进 行加锁和解锁，实现线程之间的交互和协调。
线程的状态和生命周期
1
线程的生命周期
2
线程从创建到销毁的整个过程，包括各
个状态之间的转换。
3
线程的状态转换图
线程的执行状态包括新建、就绪、运行、 阻塞和销毁。
线程的同步与互斥
1 多线程的并发问题
当多个线程同时访问共享资源时，可能会出 现数据不一致或线程安全的问题。
2 同步和互斥的概念和作用
同步用于确保多个线程按照预期的顺序执行； 互斥用于防止多个线程同时访问共享资源。
3 使用synchronized关键字实现线程同 4 使用Lock和Condition类实现线程互
线程的初始化、就绪、运行、阻 塞和销毁阶段
详细描述了线程在不同阶段的行为和状 态变化。
线程池
1 线程池的概念和作用
线程池是管理和复用线程的机制，可以有效地管理系统资源和提高任 务执行的效率。
va多线程编程是提高Java开发技能的重要一步。本课程将深入介绍线 程概念、创建和同步线程、线程的状态和生命周期以及线程池的使用。
线程介绍
1 什么是线程
线程是程序中执行的一条独立路径，能够同 时执行多个任务。
2 线程的功能和特点
线程能够提高程序的并发能力，实现任务的 并行执行；线程是轻量级的，创建和切换开 销相对较小。
创建线程
1 创建线程的两种方式
2 使用Thread类创建线程
通过继承Thread类或实现 Runnable接口来创建线程。
继承Thread类，重写run()方 法，使用start()方法启动线 程。