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学习Java的好东东

实战体会Java多线程编程精要2

[摘要]本文说明了在 Java 程序中如何使用线程。像是否应该使用线程这样的更重要的问题在很大程序上取决于手头的应用程序。
[关键字]Java多线程编程
　　在 Java 程序中使用多线程要比在 C 或 C++ 中容易得多，这是因为 Java 编程语言提供了语言级的支持。本文通过简单的编程示例来说明 Java 程序中的多线程是多么直观。读完本文以后，用户应该能够编写简单的多线程程序。

　　为什么会排队等待？

　　下面的这个简单的 Java 程序完成四项不相关的任务。这样的程序有单个控制线程，控制在这四个任务之间线性地移动。此外，因为所需的资源 ? 打印机、磁盘、数据库和显示屏 -- 由于硬件和软件的限制都有内在的潜伏时间，所以每项任务都包含明显的等待时间。因此，程序在访问数据库之前必须等待打印机完成打印文件的任务，等等。如果您正在等待程序的完成，则这是对计算资源和您的时间的一种拙劣使用。改进此程序的一种方法是使它成为多线程的。

　　四项不相关的任务

　　class myclass {

　　static public void main(String args[]) {

　　print_a_file();

　　manipulate_another_file();

　　access_database();

　　draw_picture_on_screen();

　　}

　　}

　　在本例中，每项任务在开始之前必须等待前一项任务完成，即使所涉及的任务毫不相关也是这样。但是，在现实生活中，我们经常使用多线程模型。我们在处理某些任务的同时也可以让孩子、配偶和父母完成别的任务。例如，我在写信的同时可能打发我的儿子去邮局买邮票。用软件术语来说，这称为多个控制（或执行）线程。

　　可以用两种不同的方法来获得多个控制线程：

　　多个进程

　　在大多数操作系统中都可以创建多个进程。当一个程序启动时，它可以为即将开始的每项任务创建一个进程，并允许它们同时运行。当一个程序因等待网络访问或用户输入而被阻塞时，另一个程序还可以运行，这样就增加了资源利用率。但是，按照这种方式创建每个进程要付出一定的代价：设置一个进程要占用相当一部分处理器时间和内存资源。而且，大多数操作系统不允许进程访问其他进程的内存空间。因此，进程间的通信很不方便，并且也不会将它自己提供给容易的编程模型。

　　线程

　　线程也称为轻型进程 (LWP)。因为线程只能在单个进程的作用域内活动，所以创建线程比创建进程要廉价得多。这样，因为线程允许协作和数据交换，并且在计算资源方面非常廉价，所以线程比进程更可取。线程需要操作系统的支持，因此不是所有的机器都提供线程。Java 编程语言，作为相当新的一种语言，已将线程支持与语言本身合为一体，这样就对线程提供了强健的支持。

　　使用 Java 编程语言实现线程

　　Java编程语言使多线程如此简单有效，以致于某些程序员说它实际上是自然的。尽管在 Java 中使用线程比在其他语言中要容易得多，仍然有一些概念需要掌握。要记住的一件重要的事情是 main() 函数也是一个线程，并可用来做有用的工作。程序员只有在需要多个线程时才需要创建新的线程。

　　Thread 类

　　Thread 类是一个具体的类，即不是抽象类，该类封装了线程的行为。要创建一个线程，程序员必须创建一个从 Thread 类导出的新类。程序员必须覆盖 Thread 的 run() 函数来完成有用的工作。用户并不直接调用此函数；而是必须调用 Thread 的 start() 函数，该函数再调用 run()。下面的代码说明了它的用法：

　　创建两个新线程

　　import java.util.*;

　　class TimePrinter extends Thread {

　　int pauseTime;

　　String name;

　　public TimePrinter(int x, String n) {

　　pauseTime = x;

　　name = n;

　　}

　　public void run() {

　　while(true) {

　　try {

　　System.out.println(name + ":" + new

　　Date(System.currentTimeMillis()));

　　Thread.sleep(pauseTime);

　　} catch(Exception e) {

　　System.out.println(e);

　　}

　　}

　　}

　　static public void main(String args[]) {

　　TimePrinter tp1 = new TimePrinter(1000, "Fast Guy");

　　tp1.start();

　　TimePrinter tp2 = new TimePrinter(3000, "Slow Guy");

　　tp2.start();

　　}

　　}

　　在本例中，我们可以看到一个简单的程序，它按两个不同的时间间隔（1 秒和 3 秒）在屏幕上显示当前时间。这是通过创建两个新线程来完成的，包括 main() 共三个线程。但是，因为有时要作为线程运行的类可能已经是某个类层次的一部分，所以就不能再按这种机制创建线程。虽然在同一个类中可以实现任意数量的接口，但 Java 编程语言只允许一个类有一个父类。同时，某些程序员避免从 Thread 类导出，因为它强加了类层次。对于这种情况，就要 runnable 接口。

　　Runnable 接口

　　此接口只有一个函数，run()，此函数必须由实现了此接口的类实现。但是，就运行这个类而论，其语义与前一个示例稍有不同。我们可以用 runnable 接口改写前一个示例。（不同的部分用黑体表示。）

　　创建两个新线程而不强加类层次

　　import java.util.*;

　　class TimePrinter implements Runnable {

　　int pauseTime;

　　String name;

　　public TimePrinter(int x, String n) {

　　pauseTime = x;

　　name = n;

　　}

　　public void run() {

　　while(true) {

　　try {

　　System.out.println(name + ":" + new

　　Date(System.currentTimeMillis()));

　　Thread.sleep(pauseTime);

　　} catch(Exception e) {

　　System.out.println(e);

　　}

　　}

　　}

　　static public void main(String args[]) {

　　Thread t1 = new Thread(new TimePrinter(1000, "Fast Guy"));

　　t1.start();

　　Thread t2 = new Thread(new TimePrinter(3000, "Slow Guy"));

　　t2.start();

　　}

　　}

　　请注意，当使用 runnable 接口时，您不能直接创建所需类的对象并运行它；必须从 Thread 类的一个实例内部运行它。许多程序员更喜欢 runnable 接口，因为从 Thread 类继承会强加类层次。

　　synchronized 关键字

　　到目前为止，我们看到的示例都只是以非常简单的方式来利用线程。只有最小的数据流，而且不会出现两个线程访问同一个对象的情况。但是，在大多数有用的程序中，线程之间通常有信息流。试考虑一个金融应用程序，它有一个 Account 对象，如下例中所示：

　　一个银行中的多项活动

　　public class Account {

　　String holderName;

　　float amount;

　　public Account(String name, float amt) {

　　holderName = name;

　　amount = amt;

　　}

　　public void deposit(float amt) {

　　amount += amt;

　　}

　　public void withdraw(float amt) {

　　amount -= amt;