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			實戰體會Java的多線程編程  【轉】
		
          
		 在Java 程序中使用多線程要比在 C 或 C++ 中容易得多，這是因為 Java 編程語言提供了語言級的支持。本文通過簡單的編程示例來說明 Java 程序中的多線程是多么直觀。讀完本文以后，用戶應該能夠編寫簡單的多線程程序。 
          

          
　　為什么會排隊等待？
          

          
　　下面的這個簡單的 Java 程序完成四項不相關的任務。這樣的程序有單個控制線程，控制在這四個任務之間線性地移動。此外，因為所需的資源 ? 打印機、磁盤、數據庫和顯示屏 -- 由于硬件和軟件的限制都有內在的潛伏時間，所以每項任務都包含明顯的等待時間。因此，程序在訪問數據庫之前必須等待打印機完成打印文件的任務，等等。如果您正在等待程序的完成，則這是對計算資源和您的時間的一種拙劣使用。改進此程序的一種方法是使它成為多線程的。
          

          
　　四項不相關的任務
          
          

          class myclass {
          
　          static public void main(String args[]) {
          
　　print_a_file();
          
　　manipulate_another_file();
          
　　access_database();
          
　　draw_picture_on_screen();
          
　}
          
}
          

          
　在本例中，每項任務在開始之前必須等待前一項任務完成，即使所涉及的任務毫不相關也是這樣。但是，在現實生活中，我們經常使用多線程模型。我們在處理某些任務的同時也可以讓孩子、配偶和父母完成別的任務。例如，我在寫信的同時可能打發我的兒子去郵局買郵票。用軟件術語來說，這稱為多個控制（或執行）線程。
          

          
　　可以用兩種不同的方法來獲得多個控制線程：
          

          
　　多個進程
          

          
　　在大多數操作系統中都可以創建多個進程。當一個程序啟動時，它可以為即將開始的每項任務創建一個進程，并允許它們同時運行。當一個程序因等待網絡訪問或用戶輸入而被阻塞時，另一個程序還可以運行，這樣就增加了資源利用率。但是，按照這種方式創建每個進程要付出一定的代價：設置一個進程要占用相當一部分處理器時間和內存資源。而且，大多數操作系統不允許進程訪問其他進程的內存空間。因此，進程間的通信很不方便，并且也不會將它自己提供給容易的編程模型。 
          

          
　　線程
          

          
　　線程也稱為輕型進程 (LWP)。因為線程只能在單個進程的作用域內活動，所以創建線程比創建進程要廉價得多。這樣，因為線程允許協作和數據交換，并且在計算資源方面非常廉價，所以線程比進程更可取。線程需要操作系統的支持，因此不是所有的機器都提供線程。Java 編程語言，作為相當新的一種語言，已將線程支持與語言本身合為一體，這樣就對線程提供了強健的支持。
          

          
　　使用 Java 編程語言實現線程
          

          
　　Java編程語言使多線程如此簡單有效，以致于某些程序員說它實際上是自然的。盡管在 Java 中使用線程比在其他語言中要容易得多，仍然有一些概念需要掌握。要記住的一件重要的事情是 main() 函數也是一個線程，并可用來做有用的工作。程序員只有在需要多個線程時才需要創建新的線程。 
          

          
　　Thread 類
          

          
　　Thread 類是一個具體的類，即不是抽象類，該類封裝了線程的行為。要創建一個線程，程序員必須創建一個從 Thread 類導出的新類。程序員必須覆蓋 Thread 的 run() 函數來完成有用的工作。用戶并不直接調用此函數；而是必須調用 Thread 的 start() 函數，該函數再調用 run()。下面的代碼說明了它的用法：
          

          
　　創建兩個新線程
          

          

          import java.util.*;
          

          
          class TimePrinter extends Thread {
          
　          int pauseTime;
          
　String name;
          
　          public TimePrinter(int x, String n) {
          
　　pauseTime           = x;
          
　　name           = n;
          
　}
          

          
　          public void run() {
          
　　          while(true) {
          
　　　          try {
          
　　　　System.out.println(name           + ":" + new Date(System.currentTimeMillis()));
          
　　　　Thread.sleep(pauseTime);
          
　　　}           catch(Exception e) {
          
　　　　System.out.println(e);
          
　　　}
          
　　}
          
　}
          

          
　          static public void main(String args[]) {
          
　　TimePrinter tp1           = new TimePrinter(1000, "Fast Guy");
          
　　tp1.start();
          
　　TimePrinter tp2           = new TimePrinter(3000, "Slow Guy");
          
　　tp2.start();
          
　}
          
}
          

          
　在本例中，我們可以看到一個簡單的程序，它按兩個不同的時間間隔（1 秒和 3 秒）在屏幕上顯示當前時間。這是通過創建兩個新線程來完成的，包括 main() 共三個線程。但是，因為有時要作為線程運行的類可能已經是某個類層次的一部分，所以就不能再按這種機制創建線程。雖然在同一個類中可以實現任意數量的接口，但 Java 編程語言只允許一個類有一個父類。同時，某些程序員避免從 Thread 類導出，因為它強加了類層次。對于這種情況，就要 runnable 接口。
          

          
　　Runnable 接口
          

          
　　此接口只有一個函數，run()，此函數必須由實現了此接口的類實現。但是，就運行這個類而論，其語義與前一個示例稍有不同。我們可以用 runnable 接口改寫前一個示例。（不同的部分用黑體表示。） 
          

          
　　創建兩個新線程而不強加類層次
          

          
          

          import java.util.*;
          

          
          class TimePrinter implements Runnable {
          
　          int pauseTime;
          
　String name;
          
　          public TimePrinter(int x, String n) {
          
　　pauseTime           = x;
          
　　name           = n;
          
　}
          

          
　          public void run() {
          
　　          while(true) {
          
　　　          try {
          
　　　　System.out.println(name           + ":" + new Date(System.currentTimeMillis()));
          
　　　　Thread.sleep(pauseTime);
          
　　　}           catch(Exception e) {
          
　　　　System.out.println(e);
          
　　　}
          
　　}
          
　}
          

          
　          static public void main(String args[]) {
          
　　Thread t1           = new Thread(new TimePrinter(1000, "Fast Guy"));
          
　　t1.start();
          
　　Thread t2           = new Thread(new TimePrinter(3000, "Slow Guy"));
          
　　t2.start();
          
　}
          
}
          

          
　　請注意，當使用 runnable 接口時，您不能直接創建所需類的對象并運行它；必須從 Thread 類的一個實例內部運行它。許多程序員更喜歡 runnable 接口，因為從 Thread 類繼承會強加類層次。
          
synchronized 關鍵字
          

          
　　到目前為止，我們看到的示例都只是以非常簡單的方式來利用線程。只有最小的數據流，而且不會出現兩個線程訪問同一個對象的情況。但是，在大多數有用的程序中，線程之間通常有信息流。試考慮一個金融應用程序，它有一個 Account 對象，如下例中所示：
          

          
　　一個銀行中的多項活動
          

          
          

          public class Account {
          
　String holderName;
          
　          float amount;
          
　          public Account(String name, float amt) {
          
　　holderName           = name;
          
　　amount           = amt;
          
　}
          

          
　          public void deposit(float amt) {
          
　　amount           += amt;
          
　}
          

          
　          public void withdraw(float amt) {
          
　　amount           -= amt;
          
　}
          

          
　          public float checkBalance() {
          
　　          return amount;
          
　}
          
}
          

          
　　在此代碼樣例中潛伏著一個錯誤。如果此類用于單線程應用程序，不會有任何問題。但是，在多線程應用程序的情況中，不同的線程就有可能同時訪問同一個 Account 對象，比如說一個聯合帳戶的所有者在不同的 ATM 上同時進行訪問。在這種情況下，存入和支出就可能以這樣的方式發生：一個事務被另一個事務覆蓋。這種情況將是災難性的。但是，Java 編程語言提供了一種簡單的機制來防止發生這種覆蓋。每個對象在運行時都有一個關聯的鎖。這個鎖可通過為方法添加關鍵字 synchronized 來獲得。這樣，修訂過的 Account 對象（如下所示）將不會遭受像數據損壞這樣的錯誤：
          

          
　　對一個銀行中的多項活動進行同步處理
          

          
          

          public class Account {
          
　String holderName;
          
　          float amount;
          
　          public Account(String name, float amt) {
          
　　holderName           = name;
          
　　amount           = amt;
          
　}
          

          
　          public synchronized void deposit(float amt) {
          
　　amount           += amt;
          
　}
          

          
　          public synchronized void withdraw(float amt) {
          
　　amount           -= amt;
          
　}
          

          
　          public float checkBalance() {
          
　　          return amount;
          
　}
          
}
          

          
　　deposit() 和 withdraw() 函數都需要這個鎖來進行操作，所以當一個函數運行時，另一個函數就被阻塞。請注意， checkBalance() 未作更改，它嚴格是一個讀函數。因為 checkBalance() 未作同步處理，所以任何其他方法都不會阻塞它，它也不會阻塞任何其他方法，不管那些方法是否進行了同步處理。
          
          

		
          
			posted on 2008-03-24 09:05 都市淘沙者 閱讀(284) 評論(0)  編輯  收藏  所屬分類: Java Basic/Lucene/開源資料 
		
          
	
          
	
	


	


          
	    
    




          








          

				

          



    







          
        
	




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