实验五多线程程序设计实验目的1.掌握Java语言中多线程编程的基本方法2.掌握Runnable接口实现多线程的方法3.掌握Thread类实现多线程的用法实验导读1.进程和线程的概念进程是程序一次动态执行的过程,对应从代码加载、执行到执行结束这样一个完整的过程,也是进程自身从产生、发展到消亡的过程。
线程是比进程更小的执行单元,一个进程在执行过程中,可以产生多个线程。
每个线程都有自身的产生、执行和消亡的过程。
2.线程的状态与生命周期●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。
此时它已经有了相应的内存空间和其他资源。
●运行:线程创建之后就具备了运行的条件,一旦轮到它来享用CPU资源时,即JVM将CPU使用权切换给该线程时,此线程的就可以脱离创建它的主线程独立开始自己的生命周期了(即run方法执行的过程)。
●中断:有4种原因的中断,CPU资源从当前线程切换给其他线程、执行了sleep(int millsecond)方法、执行了wait()方法、进入阻塞状态。
●死亡:run方法结束。
3.线程的创建在Java语言中,与线程支持密切相关的是ng.Thread类和ng.Runnable接口。
Runnable接口定义很简单,只有一个run方法。
任何一个类如果希望自己的实例能够以线程的形式执行,都可以来实现Runnable接口。
继承Thread类和实现Runnable接口,都可以用来创建Thread对象,效果上并没有什么不同。
继承Thread 类的方法很明显的缺点就是这个类不能再继承其他的类了,而实现Runnable接口不会有这个麻烦。
另外,在继承Thread类的代码中,this其实就是指当前正在运行的线程对象,如果使用实现Runnable 接口的方式,要得到当前正在执行的线程,需要使用Thread.currentThread()方法。
线程创建后仅仅是占有了内存资源,在JVM管理的线程中还没有这个线程,此线程必须调用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。
注意:多次启动一个线程,或者启动一个已经运行的线程对象是非法的,会抛出IllegalThreadStateException异常对象。
4.线程的优先级同一时刻在等待队列中的线程会有很多个,它们各自任务的重要性有所不同。
为了加以区分,使工作安排和资源分配时间更为合理,每个线程可以被赋予不同的优先级,让任务比较急的线程拥有更高的优先级,从而更快地进入执行状态。
Java中提供了10个等级的线程优先级,最低为Thread.MIN_PRIORITY=1,最高为Thread.MAX_PRIORITY=10,默认优先级为Thread.NORM_PRIORITY=5。
使用Thread类中的setPriority(int)方法可以为线程指定优先级。
5.线程的常用方法●start() 方法: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。
●run()方法: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。
系统的Thread类中,run()方法没有具体内容,所以用户程序需要创建自己的Thread类的子类,并重写run()方法来覆盖原来的run()方法。
当run 方法执行完毕,线程就变成死亡状态。
●sleep(int millsecond) 方法:现程占有CPU期间,执行sleep方法来使自己放弃CPU资源,休眠一段时间。
休眠时间的长短由sleep 方法的参数决定,millsecond是毫秒为单位的休眠时间。
如果线程在休眠时被打断,JVM就抛出InterruptedException异常。
因此,必须在try~catch语句块中调用sleep方法。
●isAlive() 方法:线程处于“新建”状态时,线程调用isAlive()方法返回false。
当一个线程调用start()方法,并占有CUP资源后,该线程的run方法就开始运行,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。
当线程进入“死亡”状态后(实体内存被释放),线程仍可以调用方法isAlive (),这时返回的值是false。
一个已经运行的线程在没有进入死亡状态时,不要再给线程分配实体,由于线程只能引用最后分配的实体,先前的实体就会成为“垃圾”,并且不会被垃圾收集机收集掉。
●currentThread() 方法:currentThread()方法是Thread类中的类方法,可以用类名调用,该方法返回当前正在使用CPU资源的线程。
●interrupt() 方法:intertupt方法经常用来“吵醒”休眠的线程。
当一些线程调用sleep方法处于休眠状态时,一个占有CPU 资源的线程可以让休眠的线程调用interrupt 方法“吵醒”自己。
6.线程的同步线程同步是指几个线程都需要调用一个同步方法(使用关键字synchronized修饰的方法) 。
当一个线程A使用一个synchronized修饰的方法时,其他线程想使用这个方法时就必须等待,直到线程A 使用完该方法(除非线程A使用wait主动让出CPU资源)。
一个线程在使用的同步方法中时,可能根据问题的需要,必须使用wait()方法使本线程等待,暂时让出CPU的使用权,并允许其它线程使用这个同步方法。
其它线程如果在使用这个同步方法时如果不需要等待,那么它用完这个同步方法的同时,应当执行notifyAll()方法通知所有的由于使用这个同步方法而处于等待的线程结束等待。
●挂起:有时候两个线程并不是同步的,即不涉及都需要调用一个同步方法,但线程也可能需要暂时的挂起。
所谓挂起一个线程就是让线程暂时让出CPU的使用权限,暂时停止执行,但停止执行的持续时间不确定,因此不能使用sleep方法暂停线程。
挂起一个线程需使用wait方法,即让准备挂起的线程调用wait 方法,主动让出CPU的使用权限.●恢复:为了恢复该线程,其它线程在占有CUP资源期间,让挂起的线程的目标对象执行notifyAll()方法,使得挂起的线程继续执行;如果线程没有目标对象,为了恢复该线程,其它线程在占有CUP资源期间,让挂起的线程调用notifyAll()方法,使挂起的线程继续执行。
实验内容1.汉字识别程序编写一个Java应用程序,在主线程中再创建一个Frame类型的窗口,在该窗口中再创建一个线程giveWord。
线程giveWord每隔6秒钟给出一个汉字,用户使用一种汉字输入法将该汉字输入到文本框中。
请按模板要求,将代码补充完整。
WordThread.javaimport java.awt.*;public class WordThread extends Thread {char word;Label com;WordThread(Label com) { = com;}public void run() {while (true) {word = (char) (Math.random()*(29968-19968)+19968);System.out.println(word);com.setText("" + word);try {【补充代码】// 调用sleep方法使得线程中断6000豪秒} catch (InterruptedException e) {}}}}ThreadFrame.javapublic class ThreadFrame extends Frame implements ActionListener { Label wordLabel;Button button;TextField inputText, scoreText;【补充代码】// 用WordThread声明一个giveWord对象int score = 0;ThreadFrame() {wordLabel = new Label(" ", Label.CENTER);wordLabel.setFont(new Font("", Font.BOLD, 72));button = new Button("开始");inputText = new TextField(3);scoreText = new TextField(5);scoreText.setEditable(false);【补充代码】// 创建giveWord,将wordLabel传递给WordThread构造方法的参数button.addActionListener(this);inputText.addActionListener(this);add(button, BorderLayout.NORTH);add(wordLabel, BorderLayout.CENTER);Panel southP = new Panel();southP.add(new Label("输入标签所显示的汉字后回车:"));southP.add(inputText);southP.add(scoreText);add(southP, BorderLayout.SOUTH);setBounds(100, 100, 350, 180);setVisible(true);validate();addWindowListener(new WindowAdapter() {public void windowClosing(WindowEvent e) {System.exit(0);}});}public void actionPerformed(ActionEvent e) {if (e.getSource() == button) {if (!(【补充代码】)) // giveWord调用方法isAlive(){giveWord = new WordThread(wordLabel);}try {【补充代码】// giveWord调用方法start()} catch (Exception exe) {}} else if (e.getSource() == inputText) {if (inputText.getText().equals(wordLabel.getText())) { score++;}scoreText.setText("得分:" + score);inputText.setText(null);}}}WordThread.javapublic class ThreadWordMainClass {public static void main(String args[]) {new ThreadFrame();}}2.双线程接力编写一个应用程序,除了主线程外,还有两个线程:first和second。