《JAVA程序设计》_第十周学习总结-白红宇

《JAVA程序设计》_第十周学习总结

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发布时间：2019-06-13

本文共 4365 字，大约阅读时间需要 14 分钟。

一、学习内容

12.1进程与进程

程序是一段静态的代码，进程是程序的一次动态执行过程，这个过程也是进程本身从产生、发展至消亡的过程。

线程不是进程，是比进程更小的执行单位。但与进程不同的是，线程的中断和恢复可以更加节省系统的开销。

没有进程就没有线程。

12.2Java中的线程

1、Java的多线程机制

Java语言的一大特性点就是内置对多线程的支持。

多线程是指一个应用程序中同时存在几个执行本，按几条不同的执行线索共同工作的情况。

计算机在任何给定的时刻只能执行线程中的一个。Java虚拟机快速地把控制从一个线程切换到另一个线程，这些线程被轮流执行，使得每个线程都有机会使用CPU资源。

2、主线程（main线程）

主线程（main线程）负责执行main方法。

如- 果main方法中没有创建其他的线程，那么当main方法执行完最后一个语句，即main方法返回时，JVM就会结束Java应用程序。如果main方法中又创建了其他线程，那么JVM就要在主线程和其他线程之间轮流切换，保证，每个线程都有机会使用CPU，main方法即使执行完最后的语句（主线程结束），JVM也不会结束Java应用程序，JVM一直要等到Java应用程序都结束之后，才结束Java应用程序。

3、线程的状态和生命周期

Java语言使用Thread类及其子类的对象来表示线程。

新建的线程在一个完整的生命周期中通常要经历以下4个状态：

新建：一个Thread类或其子类的对象被声明并创建，已经有了相应的内存空间和其他资源。

运行：JVM将CPU使用权切换给该线程时，此线程就可以脱离创建它的主线程独立开始自己的生命周期了。
如果线程是Thread的子类创建的，该类中的run()方法就立刻执行，且程序必须在子类中重写父类的run()方法。
在线程没有结束run()方法之前，不要让线程再调用start()方法，否则将发生IllegalThreadStateException异常。

中断：有四种原因的中断
- JVM将CPU资源从当前线程切换给其他线程，使本线程让出CPU的使用权处于中断状态。
- 线程使用CPU资源期间，执行了sleep(int millsecond)方法，使当前线程进入休眠状态。
- 执行了wait()方法，使得当前线程进入等待状态，必须由其他线程调用notify()方法通知它，使得它重新进到线程队列中排队等待CPU资源。
- 执行某个操作进入阻塞状态，比如执行读/写操作引起阻塞。只有当引起阻塞的原因消除时，线程才重新进到线程队列中排队等待CPU资源。

死亡：不具有继续运行的能力。实质是线程释放了实体，即释放分配给线程对象的内存。
- 死亡原因之一是执行完run()方法中的全部语句，结束了run()方法；
- 死亡原因之二是强制run()方法结束。

4、线程调度与优先级

每个Java线程的优先级都在常数1和10之间，即Thread.MIN_PRIORITY 和Thread.MAX_PRIORITY之间。如果没有明确地设置线程的优先级别，，每个线程的优先级都为常数5，即Thread.NORM_PRIORITY。

可以通过setPriority(int grade)方法调整优先级， getPriority 方法返回线程的优先级。

当线程使用CPU资源的时间到时后，即使线程没有完成自己的全部操作，JVM也会中断当前线程的执行，把CPU的使用权切换给下一个排队等待的线程，当前线程将等待CPU资源的下一次轮回，然后从中断处继续执行。

JVM的线程调度器的任务是使高优先级的线程能始终运行，一旦时间片有空闲，则使具有同等优先级的线程以轮流的方式顺序使用时间片。

12.3Thread类与线程的创建

1、使用Thread的子类

在编写Thread类的子类时，需要重写父类的run()方法。

优点：可以在子类中增加新的成员变量，实现城具有某种属性，也可以在子类中新增加方法，使线程具有某种功能。

Java不支持多继承，Thread类的子类不能再扩展其他的类。

2、使用Thread类。

用Thread类直接创建线程对象：Thread(Runnable target)，该构造方法中的参数是一个Runnable类型的接口。

在创建线程对象时必须向构造方法的参数传递一个实现Runnable接口类的实例，该实例对象称作所创线程的目标对象，当线程调用start()方法后，一旦轮到它来享用CPU资源，目标对象就会自动调用接口中的run()方法（接口回调）

对于使用同一目标对象的线程，目标对象的成员变量自然就是这些线程共享的数据单元，使用Runnable接口比使用Thread的子类更具有灵活性。

3、目标对象与线程的关系

目标对象和线程完全解耦：目标对象经常需要通过获得线程的名字（因为无法获得线程对象的引用）以便确定被JVM正在执行的线程是哪个。

目标对象组合线程（弱耦合）：目标对象可以组合线程，目标对象类组合线程对象时，目标对象可以通过获得线程对象的引用。

4、关于run方法启动的次数

对于具有相同目标对象的线程，当其中一个线程享用CPU资源时，目标对象自动调用接口中的run方法，这时，run方法中的局部变量被分配内存空间，当轮到另一个线程享用CPU资源时，目标对象会再次调用接口中的run方法，run()方法中的局部变量会再次分配内存空间。即run()方法已经启动运行了两次，分别运行在不同的线程中

12.4线程的常用方法

start() : 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(): 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。

sleep(int millsecond): 优先级高的线程可以在它的run()方法中调用sleep方法来使自己放弃CPU资源，休眠一段时间。

isAlive(): 线程处于“新建”状态时，线程调用isAlive()方法返回false。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。

currentThread():
- 该方法是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():
- 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，即导致休眠的线程发生InterruptedException异常，从而结束休眠，重新排队等待CPU资源。

12.5线程同步

多个线程调用synchronized方法必须遵守同步机制。

在处理线程同步时，要做的第一件事就是要把修改数据的方法用关键字synchronized来修饰。

所谓线程同步就是若干个线程都需要使用一个synchronized修饰的方法。

线程同步机制：当一个线程A使用synchronized方法时，其他线程想使用这个synchronized方法时就必须等待，直到线程A使用完该synchronized方法。

12.6协调同步的线程

wait()方法可以中断方法的执行，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。

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。曾中断的线程就会从刚才的中断处继续执行这个同步方法，并遵循“先中断先继续”的原则。

notify()方法只是通知处于等待中的线程的某一个结束等待。

wait()、notify()、notifyAll()都是Object类中的final方法，被所有的类继承且不允许重写得方法。不可以在非同步方法中使用wait()、notify()、notifyAll()。

12.7线程联合

一个线程A在占有CPU资源期间,可以让其它线程调用join()和本线程联合,如：B.join();

称A在运行期间联合了B。如果线程A在占有CPU资源期间一旦联合B线程，那么A线程将立刻中断执行，一直等到它联合的线程B执行完毕，A线程再重新排队等待CPU资源，以便恢复执行。如果A准备联合的B线程已经结束，那么B.join()不会产生任何效果。

12.8GUI线程

当Java程序包含图形用户界面(GUI)时，Java虚拟机在运行应用程序会自动启动更多的线程

两个重要的线程
- AWT-EventQuecue：负责处理GUI事件
- AWT-Windows：负责将窗体或组件绘制到桌面

12.9计时器线程

使用Timer类的方法start()启动计时器，即启动线程。

使用Timer类的方法stop()停止计时器，即挂起线程。

使用restart()重新启动计时器，即恢复线程。

使用Timer(int a,Object b)创建一个计时器，计时器每隔a毫秒“震铃”一次，参数b是计时器的监视器。计时器发生的震铃事件是ActinEvent类型事件。当震铃事件发生时，监视器就会监视到这个事件，监视器就回调ActionListener接口中的actionPerformed(ActionEvent e)方法。