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第五章 多线程
• 多线程的概念 • 线程创建的两种方式 • 线程的生命周期及状态转换
• 线程的调度 • 线程的安全和同步 • 多线程通信
目录
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线程概述 线程的创建
线程的生命周期及状态转换 线程的调度
多线程同步 多线程通信
5.1 线程概述
不难看出，mutex是semaphore的一种特殊情况（n=1时）。 也就是说，完全可以用后者替代前者。但是，因为mutex较为简 单，且效率高，所以在必须保证资源独占的情况下，还是采用 这种设计。
5.2 线程的创建
多线程的两种创建方法：
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(1)通过继承ng.Thread类来创建并启动多 线程。
5.1 线程概述
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车间的空间是工人们共享的，比如许多房间是每个工人 都可以进出的。这象征一个进程的内存空间是共享的， 每个线程都可以使用这些共享内存。
5.1 线程概述
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可是，每间房间的大小不同，有些房间最多只能容纳一 个人，比如厕所。里面有人的时候，其他人就不能进去 了。这代表一个线程使用某些共享内存时，其他线程必 须等它结束，才能使用这一块内存。
5.1 线程概述
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一个防止他人进入的简单方法，就是门口加一把锁。先 到的人锁上门，后到的人看到上锁，就在门口排队，等 锁打开再进去。这就叫"互斥锁"（Mutual exclusion，缩 写 Mutex），防止多个线程同时读写某一块内存区域。
5.1 线程概述
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5.2 线程的创建
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• 5.2.3 两种实现多线程方式的对比分析 – 假设售票厅有四个窗口可发售某日某次列车的100张车 票，这时，100张车票可以看做共享资源，四个售票窗 口需要创建四个线程，为了更直观显示窗口的售票情 况，可以通过Thread的currentThread()方法得到当前 的线程的实例对象，然后调用getName()可以获取到线 程的名称。
5.2 线程的创建
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线程的基本信息 方法功 能
(1) isAlive() 判断线程是否还“活”着，即线程是否还未终止。
(2) getPriority() 获得线程的优先级数值
(3) setPriority() 设置线程的优先级数值
(4) setName() 给线程一个名字
5.2 线程的创建
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• 5.2.3 两种实现多线程方式的对比分析
Example05.java
– 为了保证资源共享，在程序中只能创建一个售票对象，然后开启 多个线程去运行这同一个售票对象的售票方法，简单来说就是四 个线程运行同一个售票程序，这时就需要用到多线程的第二种实 现方式。
5效
• 5.2.2 实现Runnable接口创建多线程
– 实现Runnable接口创建多线程
Example03.java
5.2 线程的创建
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• 5.2.2 实现Runnable接口创建多线程
– 运行结果
– MyThread类实现了Runnable接口，并重写了Runnable接口中的 run()方法，通过Thread类的构造方法将MyThread类的实例对象 作为参数传入。从运行结果可以看出，main()方法和run()方法中 的打印语句都执行了，说明例程实现了多线程。
5.1 线程概述
进程和线程的一个简单解释：
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计算机的核心是CPU，它承担了所有的计算任 务。它就像一座工厂，时刻在运行。
5.1 线程概述
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假定工厂的电力有限，一次只能供给一个车间使用。也 就是说，一个车间开工的时候，其他车间都必须停工。 背后的含义就是，单个CPU一次只能运行一个任务。
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• 5.1.1 进程与线程
• 进程：运行中的应用程序称为进程，拥有系统资 源（cpu、内存）
• 线程：进程中的一段代码，一个进程中可以有多 段代码。本身不拥有资源（共享所在进程的资源 ）
• 多进程: 在操作系统中能同时运行多个任务(程序) • 多线程: 在同一应用程序中有多个功能流同时执行
– 将例程5-4进行修改，并使用构造方法Thread(Runnable target, String name)在创建线程对象的同时指定线程的名称。
5.2 线程的创建
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• 5.2.3 两种实现多线程方式的对比分析
– 实现Runnable接口相对于继承Thread类来说，有如下显著好处：
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• 5.2.1 继承Thread类创建多线程
– 运行结果
两个while循环中的打印语句轮流执行了，说明该例程实 现了多线程
5.2 线程的创建
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• 5.2.2 实现Runnable接口创建多线程 (2) 实现Runnable接口来创建并启动多线程的步骤如下： ① 定义Runnable接口的实现类，并重写该接口的run方法
– 运行结果
– 结果可以看出，程序一直打印的是“MyThread类的 run()方法在运行”，这是因为该程序是一个单线程程 序，当调用MyThread类的run()方法时，遇到死循环， 循环会一直进行。
– 如果希望例程5-1中两个while循环中的的打印语句能够 并发执行，就需要实现多线程。
5.2 线程的创建
MyThread myThread = new MyThread(); myThread.start(); } }
5.2 线程的创建
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• 5.2.1 继承Thread类创建多线程
– 通过继承Thread类的方式来实现多线程
Example02.java
5.2 线程的创建
(5) getName() 取得线程的名字
(6) currentThread() 取得当前正在运行的线程对象，即取得自己本身
5.2 线程的创建
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• 5.2.3 两种实现多线程方式的对比分析
– 通过继承Thread类的方式来实现多线程的创建 Example04.java
SencondThread st = new SencondThread(); new Thread(stT);hread thread = new Thread(new MyRunable()); 创建Thread对t象hre时a为d.s该taTrht(r)e;ad对象指定一个名字 new Th}read(st,”新线程1”); }
此时它不能运行，和其它Java对象一样，仅仅由Java虚拟 机为其分配了内存，没有表现出任何线程的动态特征。
新建就绪：通过调用start方法进入就绪状态
5.3 线程的生命周期及 状态转换
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• 2、就绪状态(Runnable) 处于就绪状态的线程已经具备了运行条件，但还没有分配
(2) 实现ng.Runnable接口来创建并启动多 条线程。
5.2 线程的创建
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• 5.2.1 继承Thread类创建多线程
– 单线程程序
Example01.java
5.2 线程的创建
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• 5.2.1 继承Thread类创建多线程
，该run方法的方法体同样是该线程的线程执行体。 ② 创建Runnable实现类的实例，并以此为实例作为Thread
的参数来创建Thread对象，该Thread对象才是真正的线 程对象。 ③ start方法来启动该线程。
5.2 线程的创建
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(2) 实现Runnable接口来创建并启动多条线程的步骤如下：
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• 5.2.1 继承Thread类创建多线程 (1) 通过继承Thread类来创建并启动多线程的步骤：
① 定义Thread类的子类，并重写该类的run方法，run方法 称为线程执行体。
② 创建Thread子类的实例 ③ start方法来启动该线程。
5.2 线程的创建
5.2 线程的创建
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• 5.2.3 两种实现多线程方式的对比分析
– 运行结果
– 可以看出，每张票都被打印了四次。出现这样现象的原因是四个 线程没有共享100张票，而是各自出售了100张票。在程序中创建 了四个TicketWindow对象，就等于创建了四个售票程序，每个程 序中都有100张票，每个线程在独立地处理各自的资源。
还有些房间，可以同时容纳n个人，比如厨房。也就是说 ，如果人数大于n，多出来的人只能在外面等着。这好比 某些内存区域，只能供给固定数目的线程使用。
5.1 线程概述
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这时的解决方法，就是在门口挂n把钥匙。进去的人就取一把 钥匙，出来时再把钥匙挂回原处。后到的人发现钥匙架空了， 就知道必须在门口排队等着了。这种做法叫做"信号量"（ Semaphore），用来保证多个线程不会互相冲突。
5.1 线程概述
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• 5.1.1 进程与线程
• 在java中，程序入口被自动创建为主线程， 在主线程中可以创建多个子线程。
• 区别： 1、是否占有资源问题 2、创建或撤销一个进程所需要的开销比创 建或撤销一个线程所需要的开销大。