Ｊａｖａ多線(xiàn)程技術(shù) 多線(xiàn)程模式是什么

　　摘要：本文首先介紹了線(xiàn)程的有關(guān)概念， 接著介紹了線(xiàn)程的生命期及其狀態(tài)間的轉(zhuǎn)換， 多線(xiàn)程的調(diào)度原則， 線(xiàn)程的死鎖， 詳細(xì)闡述了多線(xiàn)程的兩種實(shí)現(xiàn)方法：由Thread類(lèi)派生子類(lèi)；實(shí)現(xiàn)Runnable接口。
　　關(guān)鍵詞：Java語(yǔ)言； 進(jìn)程； 多線(xiàn)程；線(xiàn)程調(diào)度；死鎖
　　中圖分類(lèi)號(hào)：TP312JA 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A
　　
　　1 引言
　　
　　多線(xiàn)程編程是Java語(yǔ)言的一個(gè)重要特色，Java對(duì)創(chuàng)建多線(xiàn)程程序提供了廣泛的支持，Java的多線(xiàn)程是一個(gè)類(lèi)或程序執(zhí)行和管理多個(gè)線(xiàn)程的能力，每個(gè)執(zhí)行線(xiàn)程可獨(dú)立執(zhí)行其他線(xiàn)程或與其他線(xiàn)程同步執(zhí)行。Java的多線(xiàn)程機(jī)制能夠很方便地創(chuàng)建和運(yùn)行多個(gè)獨(dú)立的線(xiàn)程的程序，并且可以創(chuàng)建多個(gè)同步線(xiàn)程，實(shí)現(xiàn)多個(gè)任務(wù)的同步執(zhí)行，這一機(jī)制對(duì)于實(shí)現(xiàn)資源共享、防止“死鎖”現(xiàn)象的出現(xiàn)極為有用。多線(xiàn)程的程序能更好地表達(dá)和解決具體問(wèn)題，是計(jì)算機(jī)應(yīng)用開(kāi)發(fā)和程序?qū)崿F(xiàn)的發(fā)展趨勢(shì)。
　　
　　2 Java語(yǔ)言的線(xiàn)程
　　
　　2.1線(xiàn)程相關(guān)的概念
　　程序是解決某一問(wèn)題的代碼系列，是一段靜態(tài)的代碼。進(jìn)程是一個(gè)動(dòng)態(tài)的概念，它是程序的一次動(dòng)態(tài)執(zhí)行過(guò)程，對(duì)應(yīng)代碼從加載、運(yùn)行開(kāi)始到運(yùn)行完畢的一個(gè)完整的過(guò)程，這個(gè)過(guò)程是進(jìn)程從產(chǎn)生、發(fā)展到消亡的過(guò)程。線(xiàn)程又稱(chēng)為“輕量進(jìn)程”，是進(jìn)程中一個(gè)順序的執(zhí)行流，一個(gè)進(jìn)程在其執(zhí)行的過(guò)程中，可以形成多個(gè)執(zhí)行線(xiàn)索，每個(gè)執(zhí)行線(xiàn)索就是一個(gè)線(xiàn)程。線(xiàn)程也是一個(gè)動(dòng)態(tài)的概念，它對(duì)應(yīng)一個(gè)程序段的一次動(dòng)態(tài)的執(zhí)行過(guò)程。一個(gè)進(jìn)程中可以包含一個(gè)或多個(gè)線(xiàn)程，線(xiàn)程是比進(jìn)程更小的單元。
　　多線(xiàn)程指的是在一個(gè)程序中可以同時(shí)運(yùn)行多個(gè)不同的線(xiàn)程，即一個(gè)程序中包含有多個(gè)執(zhí)行流，借以執(zhí)行不同的任務(wù)。
　　雖然線(xiàn)程與進(jìn)程都是順序執(zhí)行的指令序列，但它們之間是有區(qū)別的。一方面，進(jìn)程是一個(gè)實(shí)體，每個(gè)進(jìn)程都有自己獨(dú)立的狀態(tài)，并有自己的專(zhuān)用數(shù)據(jù)段；創(chuàng)建進(jìn)程時(shí)，必須建立和復(fù)制其專(zhuān)用數(shù)據(jù)段。而線(xiàn)程則相互共享數(shù)據(jù)段，同一程序中的所有線(xiàn)程只有一個(gè)數(shù)據(jù)段，以避免進(jìn)行無(wú)謂的數(shù)據(jù)復(fù)制，因此線(xiàn)程的建立和線(xiàn)程間的切換速度大大優(yōu)于進(jìn)程。另一方面，線(xiàn)程又具備進(jìn)程的大多數(shù)優(yōu)點(diǎn)。但是，由于多個(gè)線(xiàn)程共享一個(gè)數(shù)據(jù)段，所以，也出現(xiàn)了數(shù)據(jù)訪(fǎng)問(wèn)過(guò)程的互斥和同步問(wèn)題，使得系統(tǒng)管理功能變得相對(duì)復(fù)雜。
　　將進(jìn)程劃分成多個(gè)線(xiàn)程，目的是為了實(shí)現(xiàn)并行程序設(shè)計(jì)，在同一地址空間中執(zhí)行多個(gè)控制流，減少并行執(zhí)行時(shí)進(jìn)程間切換的系統(tǒng)開(kāi)銷(xiāo)，因此可以大大提高應(yīng)用程序的執(zhí)行效率。
　　
　　2.2線(xiàn)程的生命期與狀態(tài)轉(zhuǎn)換
　　線(xiàn)程同進(jìn)程一樣，是一個(gè)動(dòng)態(tài)的概念，所以線(xiàn)程同進(jìn)程一樣，也有一個(gè)從產(chǎn)生到消亡的生命周期，在其生命周期中，程序可以對(duì)線(xiàn)程進(jìn)行各種控制操作。一個(gè)新建的線(xiàn)程的生命期中有如下5種狀態(tài)。
　�。�1）新建態(tài)（Newborn）
　　當(dāng)線(xiàn)程用new運(yùn)算符創(chuàng)建但還未執(zhí)行的這段時(shí)間里，它處于新建狀態(tài)中，此時(shí)，線(xiàn)程對(duì)象已被分配了相應(yīng)的內(nèi)存空間并被初始化。
　　創(chuàng)建線(xiàn)程的語(yǔ)句可以表示如下：Threaadt1=newThread（ ）；
　�。�2）就緒狀態(tài)或可運(yùn)行狀態(tài)（Runnable）
　　當(dāng)新建的線(xiàn)程調(diào)用start（ ）啟動(dòng)方法后，就會(huì)由新建態(tài)進(jìn)入可運(yùn)行態(tài)�？蛇\(yùn)行態(tài)的線(xiàn)程進(jìn)入線(xiàn)程隊(duì)列排隊(duì)等待CPU資源，隨時(shí)可以被調(diào)度執(zhí)行。至于可運(yùn)行態(tài)的線(xiàn)程何時(shí)才被真正執(zhí)行，則取決于線(xiàn)程的優(yōu)先級(jí)和排隊(duì)隊(duì)列的當(dāng)前狀況。
　　使線(xiàn)程對(duì)象t1由新建態(tài)進(jìn)入可運(yùn)行態(tài)的語(yǔ)句可以表示如下：
　　 t1.start（ ）；
　�。�3）運(yùn)行態(tài)（Running）
　　當(dāng)可運(yùn)行的線(xiàn)程被CPU調(diào)度后，就進(jìn)入運(yùn)行態(tài)，運(yùn)行態(tài)表明線(xiàn)程正在運(yùn)行，即線(xiàn)程對(duì)象正在調(diào)用本對(duì)象的run（ ）方法。
　�。�4）掛起態(tài)（Blocked）
　　一個(gè)正在運(yùn)行的線(xiàn)程遇到某些特殊情況時(shí)，將會(huì)進(jìn)入掛起態(tài)。如果一個(gè)線(xiàn)程處于掛起狀態(tài)，這個(gè)線(xiàn)程暫時(shí)無(wú)法進(jìn)入排隊(duì)隊(duì)列。
　�。�5）消亡態(tài)（Dead）
　　表示線(xiàn)程已退出運(yùn)行狀態(tài)，不再具有繼續(xù)運(yùn)行的能力。線(xiàn)程消亡的原因有兩種: 一是線(xiàn)程正常運(yùn)行終止， 即調(diào)用完run（ ）方法自然消亡： 二是非正常消亡， 例如執(zhí)行了stop（ ）方法或destory（）方法。
　　
　　2.3線(xiàn)程的優(yōu)先級(jí)與調(diào)度
　　Java 提供一個(gè)線(xiàn)程調(diào)度器來(lái)監(jiān)控啟動(dòng)后進(jìn)入就緒狀態(tài)的所有線(xiàn)程。線(xiàn)程調(diào)度器根據(jù)線(xiàn)程的優(yōu)先級(jí)決定調(diào)度線(xiàn)程的先后順序，優(yōu)先級(jí)高的線(xiàn)程先調(diào)度，優(yōu)先級(jí)低的線(xiàn)程后調(diào)度。同時(shí)，線(xiàn)程的調(diào)度又是搶先式的，如果在當(dāng)前線(xiàn)程的執(zhí)行過(guò)程中，一個(gè)具有更高優(yōu)先級(jí)的線(xiàn)程進(jìn)入就緒狀態(tài)，則這個(gè)高優(yōu)先級(jí)的線(xiàn)程將立即被調(diào)度執(zhí)行。
　　線(xiàn)程的優(yōu)先級(jí)的范圍是1~10，Thread類(lèi)用3個(gè)常量來(lái)表示線(xiàn)程的優(yōu)先級(jí)，分別為：Thread.MIN_PRIORITY， 優(yōu)先級(jí)為1，Thread.MAX_PRIORITY， 優(yōu)先級(jí)為10，Thread.NORM_PRIORITY， 即為缺省優(yōu)先級(jí)5，通過(guò)setPriority（ ）方法可以改變線(xiàn)程的優(yōu)先級(jí)。
　　
　　3 Java多線(xiàn)程的實(shí)現(xiàn)
　　
　　在Java中，多線(xiàn)程的實(shí)現(xiàn)方式有兩種：可以由線(xiàn)程Thread類(lèi)派生子類(lèi)，由子類(lèi)生成的對(duì)象來(lái)實(shí)現(xiàn)多線(xiàn)程；也可以直接定義一個(gè)線(xiàn)程類(lèi)來(lái)實(shí)現(xiàn)Runnable接口，由該線(xiàn)程類(lèi)生成對(duì)象來(lái)實(shí)現(xiàn)多線(xiàn)程。下面分別介紹兩種方法實(shí)現(xiàn)多線(xiàn)程的過(guò)程。
　　
　　3.1由Thread類(lèi)派生子類(lèi)
　　Thread是一個(gè)具體的類(lèi)，它封裝了線(xiàn)程的所有行為。Thread類(lèi)負(fù)責(zé)向其他類(lèi)提供線(xiàn)程的最主要的功能，為了向一個(gè)類(lèi)增加線(xiàn)程功能，可以由Thread類(lèi)派生一個(gè)子類(lèi)并同時(shí)覆蓋run（ ）方法。run（ ）方法是是線(xiàn)程執(zhí)行的起點(diǎn)，可以通過(guò)定義run（ ）方法來(lái)為線(xiàn)程提供代碼。
　　下面的程序由Thread類(lèi)來(lái)構(gòu)造多線(xiàn)程。
　　classThreadExample
　　 {public static void main（String args[]）
　　{subThreadt1=newsubThread（“thread1”）；//創(chuàng)建線(xiàn)程對(duì)象
　　 subThreadt2=newsubThread（“thread2”）；
　　 t1.start（ ）； //啟動(dòng)線(xiàn)程
　　 t2.start（ ）；
　　 try{ Thread.currentThread（ ）.sleep（500）； //當(dāng)前線(xiàn)程睡眠500毫秒
　　 }
　　catch（InterruptedExceptione）
　　{System.out.println（Thread.currentThread（ ） +“線(xiàn)程睡眠500毫秒”）； }
　　}
　　}
　　classsubThreadextends Thread
　　{public voidrun（ ）
　　{for（int j=0；j 　　實(shí)現(xiàn)Runnable接口是在程序中使用線(xiàn)程的另一種方法。在某些情況下，一個(gè)類(lèi)已經(jīng)擴(kuò)展了Frame或Applet， 因而這樣的類(lèi)不能再繼承Thread類(lèi)。Runnable接口為一個(gè)類(lèi)提供了一種無(wú)須擴(kuò)展Thread類(lèi)就可以執(zhí)行一個(gè)新的線(xiàn)程的方法。這種創(chuàng)建線(xiàn)程的方法更具靈活性，也使用戶(hù)線(xiàn)程能夠具有其他的一些類(lèi)的特征。
　　Runnable接口是定義在java.lang包中的一個(gè)接口，其聲明如下：
　　 publicinterfacejava.lang.Runnable
　　{public abstract void run（ ）；}
　　下面的程序由實(shí)現(xiàn)Runnable接口來(lái)構(gòu)造多線(xiàn)程。
　　 publicclassThreadExample2implementsRunnable
　　{ ThreadExample2 （ ）//構(gòu)造方法
　　{Threadt1=Thread.currentThread（ ）； //創(chuàng)建線(xiàn)程t1
　　t1.setName（“The first main thread”）；
　　t1.start（ ）； //啟動(dòng)線(xiàn)程t1
　　System.out.println（“The running thread:”+Thread1 ）；
　　Threadt2=new Thread（this，“the second thread”）； //創(chuàng)建線(xiàn)程t2
　　System.out.println（“creat another thread”）；
　　t2.start（）；////啟動(dòng)線(xiàn)程t2
　　}
　　public void run（ ）
　　{try{
　　 for（int i=0；i

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