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深入淺出Java多線程程序設計

編輯:JAVA編程入門知識

  一:理解多線程

  多線程是這樣一種機制,它允許在程序中並發執行多個指令流,每個指令流都稱為一個線程,彼此間互相獨立。 線程又稱為輕量級進程,它和進程一樣擁有獨立的執行控制,由操作系統負責調度,區別在於線程沒有獨立的存儲空間,而是和所屬進程中的其它線程共享一個存儲空間,這使得線程間的通信遠較進程簡單。

  多個線程的執行是並發的,也就是在邏輯上“同時”,而不管是否是物理上的“同時”。如果系統只有一個CPU,那麼真正的“同時”是不可能的,但是由於CPU的速度非常快,用戶感覺不到其中的區別,因此我們也不用關心它,只需要設想各個線程是同時執行即可。

  多線程和傳統的單線程在程序設計上最大的區別在於,由於各個線程的控制流彼此獨立,使得各個線程之間的代碼是亂序執行的,由此帶來的線程調度,同步等問題,將在以後探討。

  二:在Java中實現多線程

  我們不妨設想,為了創建一個新的線程,我們需要做些什麼?很顯然,我們必須指明這個線程所要執行的代碼,而這就是在Java中實現多線程我們所需要做的一切!

  真是神奇!Java是如何做到這一點的?通過類!作為一個完全面向對象的語言,Java提供了類 java.lang.Thread 來方便多線程編程,這個類提供了大量的方法來方便我們控制自己的各個線程,我們以後的討論都將圍繞這個類進行。

  那麼如何提供給 Java 我們要線程執行的代碼呢?讓我們來看一看 Thread 類。Thread 類最重要的方法是 run() ,它為Thread 類的方法 start() 所調用,提供我們的線程所要執行的代碼。為了指定我們自己的代碼,只需要覆蓋它!

  方法一:繼承 Thread 類,覆蓋方法 run(),我們在創建的 Thread 類的子類中重寫 run() ,加入線程所要執行的代碼即可。下面是一個例子:

  

public class MyThread extends Thread {
  int count= 1, number;
  public MyThread(int num) {
   number = num;
   System.out.println("創建線程 " + number);
  }
  public void run() {
   while(true) {
    System.out.println("線程 " + number + ":計數 " + count);
    if(++count== 6) return;
   }
  }
  public static void main(String args[]) {
   for(int i = 0; i < 5; i++) new MyThread(i+1).start();
  }
}

  這種方法簡單明了,符合大家的習慣,但是,它也有一個很大的缺點,那就是如果我們的類已經從一個類繼承(如小程序必須繼承自 Applet 類),則無法再繼承 Thread 類,這時如果我們又不想建立一個新的類,應該怎麼辦呢?

  我們不妨來探索一種新的方法:我們不創建 Thread 類的子類,而是直接使用它,那麼我們只能將我們的方法作為參數傳遞給 Thread 類的實例,有點類似回調函數。但是 Java 沒有指針,我們只能傳遞一個包含這個方法的類的實例。那麼如何限制這個類必須包含這一方法呢?當然是使用接口!(雖然抽象類也可滿足,但是需要繼承,而我們之所以要采用這種新方法,不就是為了避免繼承帶來的限制嗎?)

  Java 提供了接口 java.lang.Runnable 來支持這種方法。

  方法二:實現 Runnable 接口

  Runnable 接口只有一個方法 run(),我們聲明自己的類實現 Runnable 接口並提供這一方法,將我們的線程代碼寫入其中,就完成了這一部分的任務。但是 Runnable 接口並沒有任何對線程的支持,我們還必須創建 Thread 類的實例,這一點通過 Thread 類的構造函數public Thread(Runnable target);來實現。下面是一個例子:

  

public class MyThread implements Runnable {
  int count= 1, number;
  public MyThread(int num) {
   number = num;
   System.out.println("創建線程 " + number);
  }
  public void run() {
   while(true) {
    System.out.println("線程 " + number + ":計數 " + count);
    if(++count== 6) return;
   }
  }
  public static void main(String args[]) {
   for(int i = 0; i < 5; i++) new Thread(new MyThread(i+1)).start();
  }
}

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