Java程序设计第11章 Java多线程机制
Java多线程详解——一篇文章搞懂Java多线程

Java多线程详解——⼀篇⽂章搞懂Java多线程⽬录1. 基本概念程序(program)程序是为完成特定任务、⽤某种语⾔编写的⼀组指令的集合。
即指⼀段静态的代码(还没有运⾏起来),静态对象。
进程(process)进程是程序的⼀次执⾏过程,也就是说程序运⾏起来了,加载到了内存中,并占⽤了cpu的资源。
这是⼀个动态的过程:有⾃⾝的产⽣、存在和消亡的过程,这也是进程的⽣命周期。
进程是系统资源分配的单位,系统在运⾏时会为每个进程分配不同的内存区域。
线程(thread)进程可进⼀步细化为线程,是⼀个程序内部的执⾏路径。
若⼀个进程同⼀时间并⾏执⾏多个线程,那么这个进程就是⽀持多线程的。
线程是cpu调度和执⾏的单位,每个线程拥有独⽴的运⾏栈和程序计数器(pc),线程切换的开销⼩。
⼀个进程中的多个线程共享相同的内存单元/内存地址空间——》他们从同⼀堆中分配对象,可以访问相同的变量和对象。
这就使得相乘间通信更简便、搞笑。
但索格线程操作共享的系统资源可能就会带来安全隐患(隐患为到底哪个线程操作这个数据,可能⼀个线程正在操作这个数据,有⼀个线程也来操作了这个数据v)。
配合JVM内存结构了解(只做了解即可)class⽂件会通过类加载器加载到内存空间。
其中内存区域中每个线程都会有虚拟机栈和程序计数器。
每个进程都会有⼀个⽅法区和堆,多个线程共享同⼀进程下的⽅法区和堆。
CPU单核和多核的理解单核的CPU是⼀种假的多线程,因为在⼀个时间单元内,也只能执⾏⼀个线程的任务。
同时间段内有多个线程需要CPU去运⾏时,CPU也只能交替去执⾏多个线程中的⼀个线程,但是由于其执⾏速度特别快,因此感觉不出来。
多核的CPU才能更好的发挥多线程的效率。
对于Java应⽤程序java.exe来讲,⾄少会存在三个线程:main()主线程,gc()垃圾回收线程,异常处理线程。
如过发⽣异常时会影响主线程。
Java线程的分类:⽤户线程和守护线程Java的gc()垃圾回收线程就是⼀个守护线程守护线程是⽤来服务⽤户线程的,通过在start()⽅法前调⽤thread.setDaemon(true)可以吧⼀个⽤户线程变成⼀个守护线程。
java多线程程序设计实验总结

java多线程程序设计实验总结一、实验目的本次实验旨在通过编写Java多线程程序,掌握多线程编程的基本概念和技能,理解多线程程序的运行原理,提高对Java语言的熟练度。
二、实验内容本次实验分为三个部分:创建线程、线程同步和死锁。
2.1 创建线程创建线程有两种方式:继承Thread类和实现Runnable接口。
继承Thread类需要重写run方法,在run方法中编写线程执行的代码;实现Runnable接口需要实现run方法,并将其作为参数传入Thread类的构造函数中。
在创建多个线程时,可以使用同一个Runnable对象或者不同的Runnable对象。
2.2 线程同步当多个线程同时访问共享资源时,可能会出现数据不一致等问题。
为了避免这种情况,需要使用同步机制来保证各个线程之间的协调运行。
常见的同步机制包括synchronized关键字和Lock接口。
synchronized关键字可以用来修饰方法或代码块,在执行该方法或代码块时,其他所有试图访问该方法或代码块的线程都必须等待当前执行完成后才能继续执行。
Lock接口提供了更加灵活和高级的锁机制,可以支持更多种类型的锁,如读写锁、可重入锁等。
2.3 死锁死锁是指两个或多个线程在互相等待对方释放资源的情况下,都无法继续执行的现象。
死锁的发生通常由于程序设计不当或者资源分配不合理所导致。
为避免死锁的发生,可以采取以下措施:避免嵌套锁、按照固定顺序获取锁、避免长时间占用资源等。
三、实验过程本次实验我编写了多个Java多线程程序,包括创建线程、线程同步和死锁。
其中,创建线程部分我使用了继承Thread类和实现Runnable 接口两种方式来创建线程,并测试了多个线程之间的并行执行情况;在线程同步部分,我使用synchronized关键字和Lock接口来保证共享资源的访问安全,并测试了多个线程同时访问共享资源时是否会出现数据不一致等问题;在死锁部分,我编写了一个简单的死锁程序,并通过调整程序代码来避免死锁的发生。
JAVA多线程的使用场景与注意事项总结

JAVA多线程的使用场景与注意事项总结Java多线程是指在一个程序中同时运行多个线程,每个线程都有自己的执行代码,但是又共享同一片内存空间和其他系统资源。
多线程的使用场景和注意事项是我们在开发中需要关注的重点,下面将详细进行总结。
一、Java多线程的使用场景:1.提高程序的执行效率:多线程可以充分利用系统资源,将一些耗时的操作放到一个线程中执行,避免阻塞主线程,提高程序的执行效率。
2.实现并行计算:多线程可以将任务拆分成多个子任务,每个子任务分配给一个线程来执行,从而实现并行计算,提高计算速度。
3.响应性能提升:多线程可以提高程序的响应性能,比如在用户界面的开发中,可以使用多线程来处理用户的输入和操作,保证界面的流畅性和及时响应。
4.实时性要求高:多线程可以实现实时性要求高的任务,比如监控系统、实时数据处理等。
5.任务调度与资源管理:多线程可以实现任务的调度和资源的管理,通过线程池可以更好地掌控任务的执行情况和使用系统资源。
二、Java多线程的注意事项:1.线程安全性:多线程操作共享资源时,要注意线程安全问题。
可以通过使用锁、同步方法、同步块等方式来解决线程安全问题。
2.死锁:多线程中存在死锁问题,即多个线程相互等待对方释放资源,导致程序无法继续执行。
要避免死锁问题,应尽量减少同步块的嵌套和锁的使用。
3.内存泄漏:多线程中存在内存泄漏问题,即线程结束后,线程的资源没有得到释放,导致内存占用过高。
要避免内存泄漏问题,应及时释放线程资源。
4.上下文切换:多线程的切换会带来上下文切换的开销,影响程序的执行效率。
要注意合理分配线程的数量,避免过多线程的切换。
5. 线程同步与通信:多线程之间需要进行同步和通信,以保证线程之间的正确协调和数据的一致性。
可以使用synchronized关键字、wait(和notify(方法等方式进行线程同步和通信。
6.线程池的使用:在多线程编程中,可以使用线程池来管理线程的创建和销毁,可以减少线程的创建和销毁的开销,提高程序的性能。
java 多线程理解

java 多线程理解
Java多线程是指在同一时间内,程序中有多个线程在同时执行。
这种并发性质让程序可以更有效地利用CPU资源,提高程序的响应速度和并发处理能力。
Java多线程的实现方式有两种,一种是继承Thread类,另一种是实现Runnable接口。
对于简单的多线程任务,继承Thread类更为简单,而对于复杂的任务,实现Runnable接口更为灵活。
Java多线程的核心概念包括线程安全、同步和互斥。
线程安全
是指多个线程同时调用一个对象或方法时,不会发生错误或数据损坏。
同步是指多个线程在执行时,需要互相协调和配合,确保数据的正确性和一致性。
互斥是指多个线程在访问共享资源时,需要通过加锁和释放锁来保证同一时间只有一个线程可以访问。
Java多线程的应用领域非常广泛,例如服务器端的并发处理、
多媒体处理、网络编程等等。
理解Java多线程的核心概念和实现方式,对于开发高并发、高可用的程序非常重要。
- 1 -。
Java多线程技术PPT课件

❖ public Thread(Runnable target) ❖ public Thread(String name)
9
2. 如何实现多线程? 2.1 Thread类和Runnable接口
Thread类有3个有关线程优先级的常量:
❖ Thread.MIN_PRIORITY=1; ❖ Thread.MAX_PRIORITY=10; ❖ Thread.NORM_PRIORITY=5;
学习提纲
1
1. 程序、进程和线程 1.1 程序、进程和线程
程 序 ( Program ) 是能完成预定功能的静 态的指令序列。
2
பைடு நூலகம்
1. 程序、进程和线程 1.1 程序、进程和线程
为提高操作系统的并行性和资源利用率,提出了进程(Process)的概 念。简单地说进程是程序的一次执行,进程是动态的。
为解决此问题,又提出了线程(Thread)的概念。将资源分配和处理器 调度的基本单位分离,进程只是资源分配的单位,线程是处理器调度的 基本单位。一个进程包含多个并发的线程。一个进程中的线程只能使用进
程的资源和环境。线程只包含程序计数器、栈指针及堆栈,不包含进程地址
空 间 的 代 码 和 数 据 , 因 此 线 程 被 称 为 轻 质 进 程 ( Light Weight Process)。线程提高了系统的整体性能和效率。
正在执行的线程休眠(暂停执行)。
11
2. 如何实现多线程? 2.1 Thread类和Runnable接口
Runnable接口在ng包中,定义如下:
❖ public interface Runnable
Runnable接口中只包含一个抽象方法:
java多线程实验报告

java多线程实验报告一、实验目的本次实验旨在探究Java多线程编程的原理和技巧,以及如何应用多线程编写高效、稳定、可靠的多线程应用程序。
二、实验环境本次实验使用的环境为:硬件:Intel Core i5 2.5 GHz处理器,8GB内存,256GB SSD硬盘软件:Windows 10操作系统,JDK 1.8开发工具三、实验步骤1. 编写并运行多线程程序2. 对程序进行分析、调试和优化3. 测试程序的效率和稳定性4. 记录实验过程和实验结果5. 撰写实验报告四、实验过程1. 编写并运行多线程程序本次实验编写的多线程程序是一个简单的计时器,程序的主要功能是在控制台上输出1-100的数字,并在输出每一个数字之前暂停一段时间,以模拟实际应用中的处理等待。
具体代码如下:public class MyThread extends Thread {private int delay;private int count;public MyThread(int delay, int count) {this.delay = delay;this.count = count;}@Overridepublic void run() {for (int i = 1; i <= count; i++) {try {Thread.sleep(delay);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}System.out.println(i);}}}public class Main {public static void main(String[] args) {MyThread thread1 = new MyThread(100, 100); MyThread thread2 = new MyThread(50, 100); thread1.start();thread2.start();}}2. 对程序进行分析、调试和优化在程序分析、调试和优化的过程中,我遇到了以下几个问题和解决方法:问题1:程序多次运行时,会出现线程执行顺序不同的情况;解决方法:使用Thread.sleep和yield方法来控制线程执行顺序。
Java高级语言程序设计期末复习资料(1)

第1章、Java语言简介第2知识点、Java程序的开发过程【单项选择】1 、下列关于classpath环境变量的说法中,哪一个是正确的(难度系数:易)A、classpath配置一次后可永久使用B、没有classpath环境变量就不能运行Java程序C、classpath环境变量可以让虚拟机找到class文件的目录D、查看当前classpath配置的命令是:classpath参考答案:C答案解析:classpath环境变量可以让虚拟机找到class文件目录,没有配置classpath环境变量时,java虚拟机会自动将其设置为“.”。
查看当前classpath的命令是set classpath;【单项选择】2 、在下列说法中,选出最正确的一项是( )。
(难度系数:易)A、Java语言是以类为程序的基本单位的B、Java语言是不区分大小写的C、多行注释语句必须以//开始D、在Java语言中,类的源文件名和该类名可以不相同参考答案:A【单项选择】3 、Java属于以下哪种语言? (难度系数:易)A、机器语言B、汇编语言C、高级语言D、以上都不对参考答案:C答案解析:Java是一门高级编程语言【单项选择】4 、下列选项中不属于Java虚拟机的执行特点的一项是( )。
(难度系数:易)A、异常处理B、多线程C、动态链接D、简单易学参考答案:D【单项选择】5、下列命令中,可以将文档注释提取出来生成帮助文档的是()(难度系数:易)A、javacB、javaC、javadocD、jar参考答案:C答案解析:可以使用javadoc命令将文档注释提取出来生成帮助文档【单项选择】6 、下列关于Java特点的描述中,错误的是?(难度系数:易)A、Java语言不支持指针B、Java具有自动垃圾回收的机制C、Java只能运行在Window和Linux平台D、Java允许多个线程同时执行参考答案:C答案解析:JAVA是一门面向对象的语言,它没有指针的概念,并提供了自动垃圾回收的机制,具有跨平台,多线程等特点。
JAVA开发中的多线程编程技术

JAVA开发中的多线程编程技术Java作为一种广泛应用于企业级应用以及各种工业自动化系统的编程语言,其对于处理多线程并发的问题起到了巨大的作用。
在Java开发过程中,我们经常会遇到需要多线程并发处理的情况,比如高并发的Web服务、大数据处理、图像处理等等。
如何正确合理的使用Java多线程技术是一个非常重要的问题。
本文将详细讲解Java开发中的多线程编程技术。
1.了解Java线程模型Java语言具有完善的线程模型,并提供了Thread类以及Runnable接口,方便程序员进行多线程编程。
在进行Java多线程编程的过程中,必须先理解Java的线程模型,包括线程的创建、使用、同步、互斥、线程间通信等。
同时,也要掌握Java虚拟机的内存结构以及线程调度器的工作原理,这些对多线程编程至关重要。
2.使用synchronized实现线程同步在多线程编程中,需要涉及到许多复杂的操作,如多个线程同时对同一共享数据进行读写操作会造成数据不一致等问题。
这时需要使用synchronized关键字来进行同步。
通过对象锁的机制,保证每个时间段只有一个线程能够访问同一个对象的同步代码块。
当线程进入一个对象的同步块时,将获得该对象的锁,只有等线程退出同步块或发生异常时才会释放锁,其他线程才能进入同步块。
通过synchronized关键字的同步机制能控制线程的读写顺序,使多个线程协同工作,防止数据不一致的问题。
3.使用volatile变量实现线程间通信在多线程编程中,需要进行线程间的通信。
在Java语言中,volatile变量可以用来实现线程间的通信。
当一个变量被声明为volatile变量后,所有线程对这个变量的读写操作都会直接在内存中进行,而不会使用线程的缓存中间值。
这样可以避免数据缓存的不一致,并保证在不同线程中读写的顺序是一致的,从而实现了线程之间的通信。
4.掌握并发包中的工具类Java并发包提供了许多实用的工具类,方便程序员在多线程编程中使用。
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方法 currentThread()
getName() getPriority() interrupt() isAlive() join()
操作 返回对当前正在执行的线程对象的引用
返回该线程的名称 返回线程的优先级 中断线程 测试线程是否处于活动状态 等待该线程终止 如果该线程是使用独立的Runnable 运行对象构造的,则调用该Runnable 对象的run方法;否则,该方法不执行 任何操作并返回。 设置线程的优先级
统软件,任何其他软件都必须在 操作系统的支持下才能运行。
11.1.1 操作系统与进程
3. 并发(Concurrency) 是指一个时间段中有几个程序都处于已启动运行到运行完毕之间的状态, 且这几个程序都是在同一个处理机上运行,但任一个时刻只有一个程序在处
理机上运行。
对于多数微型计算机而言,操作系统支持多任务就是使多进程并发地执 行。由于计算速度快,因此用户对一个CPU执行多个进程时不同进程的切换 感觉不到。
2. 并行计算(Parallel Computing)
是指同时使用多种计算资源解决计算
问题的过程,是提高计算机系统计算速度 和处理能力的一种有效手段。 它的基本思想是用多个处理器来协同 求解同一问题,即将被求解的问题分解成 若干个部分,各部分均由一个独立的处理 机来并行计算。
软件资源的程序,是最基本的系
11.6 线程同步与锁机制
11.7 线程的交互 11.8 小结
11.3 线程状态及转换 线程对象和其他对象一样有生 命期。线程在生命期中有多种不 同的状态,且线程因不同条件会 在不同状态之间转换。
线程在生命期中可能经历五种状态:
新建(New)、就绪或者可运行 (Ready or Runnable)、运行 (Running)、阻塞(Blocked)、死 亡(Dead)。
第
11章
接 口 和 枚 举
Java程序设计
CONTENTS
目录
11.1 线程基本概念 11.2 线程的创建 11.3 线程状态及转换 11.4 线程调度 11.5 线程常用方法
11.6 线程同步与锁机制
11.7 线程的交互 11.8 小结
11.1.1 操作系统与进程
1. 操作系统 是管理和控制计算机硬件与
所示的代码说明线程(调用)栈的变化过
程。
CONTENTS
目录
11.1 线程基本概念 11.2 线程的创建 11.3 线程状态及转换 11.4 线程调度 11.5 线程常用方法
11.6 线程同步与锁机制
11.7 线程的交互 11.8 小结
11.5.1 常用方法
返回类型 static Thread
String int void boolean void
public void run()
Thread 类的子类应该重写该方法。run方法又称线程体,是线程的核心, 一个运行的线程实际上是该线程的run()被调用,所以线程的操作要在run方 法中进行定义。
【例11.1】基于Thread类实现的多线程。
Example11_01.java
11.2.2 实现Runnable接口 由于Java不支持多继承,在已有一个父类的情况下不能再对Thread扩展。 这种情况下可以通过实现接口Runnable来创建线程类。 Runnable接口中只声明了一个方法run(),所以实现该接口的类必须重 定义该方法。 仍然要使用线程类的对象。 Thread类共有8个构造方法,其中一个构造方法:
11.1.2 进程与线程
进程是指内存中运行的应用程序,每个进程都有自己独立的一块内存空 间。比如在Windows系统中,一个运行的exe文件就是一个进程。 线程是指进程中的一个执行流程,一个进程中可以运行多个线程。比如 java.exe进程中可以运行很多线程。线程总是属于某个进程,进程中的多个 线程共享进程的内存。
对线程可通过方法setPriority(int)设置优先级,通过getPriority()获知一个线程
的优先级。 有三个常数用于表示线程的优先级:Thread.MIN_PRIORITY、Thread.MAX PRIORITY、Thread.NORM_PRIORITY,分别对应优先级1、10、5。
11.4.2 线程调度 要理解线程调度的原理,以及线程执 行过程,必须理解线程栈模型。 线程栈是指某时刻时内存中线程调度 的栈信息,当前调用的方法总是位于栈顶。 线程栈的内容是随着程序的运行动态 变化的,程栈必须选择一个运行的时刻 (实际上指代码运行到什么地方)。下图
CONTENTS
目录
11.1 线程基本概念 11.2 线程的创建 11.3 线程状态及转换 11.4 线程调度 11.5 线程常用方法
11.6 线程同步与锁机制
11.7 线程的交互 11.8 小结
11.2.1 扩展Thread类 要创建一个线程类,可以直接扩展ng.Thread类。此类中有个 run()方法:
CONTENTS
目录
11.1 线程基本概念 11.2 线程的创建 11.3 线程状态及转换 11.4 线程调度 11.5 线程常用方法
11.6 线程同步与锁机制
11.7 线程的交互 11.8 小结
11.4.1 线程优先级
线程从就绪状态到运行状态的转换,依赖于线程调度,线程调度的依据之一是线 程的优先级。每一个线程都有优先级,在就绪队列中的优先级高的线程先获得执行。 Java线程有十个优先级,用数字1~10表示,从低到高,线程默认的优先级是5级。
voidvoidr源自n()setPriority (int newPriority)
11.5.1 常用方法 返回类型 void 方法 setName (String name) Sleep (long millis) sleep(long millis,int nanos) start() yield() 操作 改变线程名称,使之与参数name相同 在指定的毫秒数内让当前正在执行的 线程休眠(暂停执行) 在指定的毫秒数加指定的纳秒数让当前 正在执行的线程休眠(暂停执行) 使该线程可运行 暂停当前正在执行的线程对象,并执行 其他线程
Thread(Runnable target) 由参数target提供run()方法。
【例11.2】实现Runnable接口实现的多线程例子。
Example11_2.java
CONTENTS
目录
11.1 线程基本概念 11.2 线程的创建 11.3 线程状态及转换 11.4 线程调度 11.5 线程常用方法