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Java多線程程序設計初步

編輯:JAVA編程入門知識
  在Java語言產生前,傳統的程序設計語言的程序同一時刻只能單任務操作,效率非常低,例如程序往往在接收數據輸入時發生阻塞,只有等到程序獲得數據後才能繼續運行。 <!-- frame contents --> <!-- /frame contents --> 隨著Internet的迅猛發展,這種狀況越來越不能讓人們忍受:假如網絡接收數據阻塞,後台程序就處於等待狀態而不繼續任何操作,而這種阻塞是經常會碰到的,此時CPU資源被白白的閒置起來。假如在後台程序中能夠同時處理多個任務,該多好啊!應Internet技術而生的Java語言解決了這個問題,多線程程序是Java語言的一個很重要的特點。在一個Java程序中,我們可以同時並行運行多個相對獨立的線程,例如,我們假如創建一個線程來進行數據輸入輸出,而創建另一個線程在後台進行其它的數據處理,假如輸入輸出線程在接收數據時阻塞,而處理數據的線程仍然在運行。多線程程序設計大大提高了程序執行效率和處理能力。
  
  線程的創建
  
  我們知道Java是面向對象的程序語言,用Java進行程序設計就是設計和使用類,Java為我們提供了線程類Thread來創建線程,創建線程與創建普通的類的對象的操作是一樣的,而線程就是Thread類或其子類的實例對象。下面是一個創建啟動一個線程的語句:
  
  Thread thread1=new Thread(); file://聲明一個對象實例,即創建一個線程;
  
  Thread1.run(); file://用Thread類中的run()方法啟動線程;
  
  從這個例子,我們可以通過Thread()構造方法創建一個線程,並啟動該線程。事實上,啟動線程,也就是啟動線程的run()方法,而Thread類中的run()方法沒有任何操作語句,所以這個線程沒有任何操作。要使線程實現預定功能,必須定義自己的run()方法。Java中通常有兩種方式定義run()方法:
  
  通過定義一個Thread類的子類,在該子類中重寫run()方法。Thread子類的實例對象就是一個線程,顯然,該線程有我們自己設計的線程體run()方法,啟動線程就啟動了子類中重寫的run()方法。
  
  通過Runnable接口,在該接口中定義run()方法的接口。所謂接口跟類非常類似,主要用來實現非凡功能,如復雜關系的多重繼續功能。在此,我們定義一個實現Runnable() 接口的類,在該類中定義自己的run()方法,然後以該類的實例對象為參數調用Thread類的構造方法來創建一個線程。
  
  線程被實際創建後處於待命狀態,激活(啟動)線程就是啟動線程的run()方法,這是通過調用線程的start()方法來實現的。
  
  下面一個例子實踐了如何通過上述兩種方法創建線程並啟動它們:
  
  // 通過Thread類的子類創建的線程;
  
   class thread1 extends Thread
  
  { file://自定義線程的run()方法;
  
   public void run()
  
  {
  
   System.out.println("Thread1 is running…");
  
  }
  
   }
  
   file://通過Runnable接口創建的另外一個線程;
  
  class thread2 implements Runnable
  
   { file://自定義線程的run()方法;
  
  public void run()
  
  {
  
   System.out.println("Thread2 is running…");
  
  }
  
   }
  
   file://程序的主類'
  
   class Multi_Thread file://聲明主類;
  
  {
  
   plubic static void mail(String args[]) file://聲明主方法;
  
  {
  
   thread1 threadone=new thread1(); file://用Thread類的子類創建線程;
  
   Thread threadtwo=new Thread(new thread2()); file://用Runnable接口類的對象創建線程;
  
   threadone.start(); threadtwo.start(); file://strat()方法啟動線程;
  
  }
  
   }
  
  運行該程序就可以看出,線程threadone和threadtwo交替占用CPU,處於並行運行狀態。可以看出,啟動線程的run()方法是通過調用線程的start()方法來實現的(見上例中主類),調用start()方法啟動線程的run()方法不同於一般的調用方法,調用一般方法時,必須等到一般方法執行完畢才能夠返回start()方法,而啟動線程的run()方法後,start()告訴系統該線程預備就緒可以啟動run()方法後,就返回start()方法執行調用start()方法語句下面的語句,這時run()方法可能還在運行,這樣,線程的啟動和運行並行進行,實現了多任務操作。
  
  線程的優先級
  
  對於多線程程序,每個線程的重要程度是不盡相同,如多個線程在等待獲得CPU時間時,往往我們需要優先級高的線程優先搶占到CPU時間得以執行;又如多個線程交替執行時,優先級決定了級別高的線程得到CPU的次數多一些且時間多長一些;這樣,高優先級的線程處理的任務效率就高一些。
  
  Java中線程的優先級從低到高以整數1~10表示,共分為10級,設置優先級是通過調用線程對象的setPriority()方法,如上例中,設置優先級的語句為:
  
  thread1 threadone=new thread1(); file://用Thread類的子類創建線程;
  
  Thread threadtwo=new Thread(new thread2()); file://用Runnable接口類的對象創建線程;
  
  threadone.setPriority(6); file://設置threadone的優先級6;
  
  threadtwo.setPriority(3); file://設置threadtwo的優先級3;
  
  threadone.start(); threadtwo.start(); file://strat()方法啟動線程;
  
  這樣,線程threadone將會優先於線程threadtwo執行,並將占有更多的CPU時間。該例中,優先級設置放在線程啟動前,也可以在啟動後進行設置,以滿足不同的優先級需求。
  線程的(同步)控制
  
  一個Java程序的多線程之間可以共享數據。當線程以異步方式訪問共享數據時,有時候是不安全的或者不和邏輯的。
 
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