Java高级程序设计
Java高级程序设计
? 第一部分
– 第一章 Java入门基础
– 第二章 异常
– 第三章 Java Applet类型
– 第四章 图形用户界面 GUI（一） ——AWT
– 第五章 Java中的事件处理机制
– 第六章 图形用户界面 GUI（二） ——Swing
Java高级程序设计
– 第七章 多线程
– 第八章 I/O输入输出流
– 第九章 Java数据库连接（ JDBC）
– 第十章 Java网络编程
? 第二部分
– 第一章 Java API
– 第二章 Java与多媒体
– 第三章 Java Bean基础
Java高级程序设计 多线程
第七章
多线程
? 7.1 Java线程模型
– 7.1.1 理解线程概念
– 7.1.2 用 Thread类的子类创建线程
– 7.1.3 用 Runnable接口创建线程
– 7.1.4 两种线程实现方式的对比分析
– 7.1.5 线程生命的控制
– 7.1.6 多线程优先级
Java高级程序设计 多线程
第七章
多线程
? 7.2 Java如何共享资源 —线程同步
– 7.2.1 线程安全问题
– 7.2.2 使用线程同步
– 7.2.3 死锁问题
? 7.3 多线程之间的通信
– 7.3.1 线程通信
Java高级程序设计 多线程
7.1 Java 线程模型
? 理解线程概念
– 进程的概念
– 线程的概念
– 线程与进程的区别和联系
? 一个进程在其执行过程中，可以产生多个线程。
? 在进程概念中，每一个进程的内部数据和状态都是完全
独立的。但与进程不同的是，同类的多个线程是共享一
块内存空间和一组系统资源，而线程本身的数据通常只
有微处理器的寄存器数据，以及一个供程序执行时使用
的堆栈。
Java高级程序设计 多线程
7.1 Java 线程模型
? 用 Thread类的子类创建线程
– Thread类包含了线程运行所需要的方法，当一个类
继承了 Thread类后就可以在重写父类中的 run（）
方法来执行指定的操作。
– 需要注意的是线程子类的对象需要通过调用自己的
start（）方法让线程执行,start（）方法会自动调
用 run（）方法。
Java高级程序设计 多线程
7.1 Java 线程模型
? 用 Runnable接口创建线程
– 实现线程的另外一种方法是通过使用 Thread类的一
个构造方法 public Thread(Runnable target)来创建
一个新的线程, 其中创建参数 target的类负责实现
Runnable接口。
– Runnable接口中只有一个 run( )方法，实现该接口
的类必须实现接口中的 run( )方法,在其中定义具体
操作，然后将实现了 Runnable接口的类的对象作为
参数创建一个 Thread类的对象，调用该 Thread类对
象的 start( )方法启动线程。
Java高级程序设计 多线程
7.1 Java 线程模型
? 两种线程实现方式的对比分析
– 通过继承 Thread类来实现多线程的编程这种方法简单明了，
但是它也有一个很大的缺点，那就是如果相应的多线程处理
类已经继承了一个类，便无法再继承 Thread这个类，所以我
们一般情况下采用 Runnable接口的方法来实现多线程的编
程。使用 Runnable接口的来实现多线程在开发过程中能够
在一个类中包容所有的代码，以便封装。但是使用
Runnable接口的方法的缺点在于如果想创建多个线程并使
各个线程执行不同的的代码，就必须创建额外的类，这样的
话在某些情况下不如直接用多个类分别继承 Thread紧凑。
Java高级程序设计 多线程
7.1 Java 线程模型
? 线程生命的控制
– 当一个线程创建之后，就开始了一个线程的生命周
期过程，在一个线程的整个生命周期中会有多个不
同的状态存在：
Java高级程序设计 多线程
7.1 Java 线程模型
? 多线程优先级
– 线程的优先级（ Priority）告诉调试程序该线程的重
要程度有多大。如果有大量线程都被堵塞，都在等
候运行，程序会先运行有最高优先级的那个线程。
– Java线程模型涉及可以动态更改的线程优先级。线
程的优先级是从 1到 10之间的一个数字，数字越大
表明任务越紧急。 JVM标准首先调用优先级较高的
线程，然后才调用优先级较低的线程。但是，该标
准对具有相同优先级的线程的处理是随机的。
Java高级程序设计 多线程
7.2 Java如何共享资源
--线程同步
? 线程安全问题
– 通常情况下，多个执行的线程将操作同一个共享的对象。如
果只是读取这个共享的对象，就不必对线程的操作进行限制。
但是，在多个线程共享同一个对象，并且一个或者多个线程
会对这个线程进行修改操作时，如果不能正确的处理该共享
对象，会导致不确定的结果。比如，一个线程在更新该对象
的同时另外一个线程也试图对该对象进行更新，则该对象会
发生二次更新。如果该对象是某种数据结构，不同的线程同
时更新对象的不同部分，这种情况下将无法确定程序的行为，
可能产生正确的结果，也可能产生错误的结果。所以在使用
线程的时候一定要注意对共享数据的并发访问的处理，保证
多线程程序的正确性。
Java高级程序设计 多线程
7.2 Java如何共享资源
--线程同步
? 使用线程同步
– 通过在某个时刻只允许一个线程能够独占性访问共
享数据进行操作，就可以解决线程的安全问题。
– 具体做法：当一个线程进入共享数据操作代码时，
其他想进入共享数据操作的代码就一直处于等待状
态。在具有独占性权限的代码操作完成后，会允许
另外一个线程进入共享数据操作代码，其他的线程
继续等待。这称为线程同步。
Java高级程序设计 多线程
7.2 Java如何共享资源
--线程同步
? 实现线程同步的两种方法
– 方法一：用关键字 synchronized 修饰要同步的方法。
当一个方法被 synchronized修饰后，如果一个线程
A使用这个方法时，其他线程想使用这个方法就必
须等待，直到线程 A使用完改方法。
– 方法二：将要同步的代码放入 synchronized块。
下面是 synchronized语句的普通形式：
synchronized(object) {
// statements to be synchronized
}
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7.2 Java如何共享资源
--线程同步
? 死锁问题
– 由多线程带来的性能改善是以可靠性为代价的，主
要是因为这样有可能产生线程死锁。我们来想像这
样一种情形：在人行道上两个人迎面相遇，为了给
对方让道，两人同时向一侧迈出一步，双方无法通
过，又同时向另一侧迈出一步，这样还是无法通过。
双方都以同样的迈步方式堵住了对方的去路。假设
这种情况一直持续下去，双方都没有办法通过。
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7.2 Java如何共享资源
--线程同步
– 线程死锁时，第一个线程等待第二个线程释放资源，
而同时第二个线程又在等待第一个线程释放资源。
所有线程都会陷入无休止的相互等待状态，大家都
动弹不得。我们将这种情况称为“死锁”。尽管这
种情况并非经常出现，但一旦碰到，程序的调试将
变得异常艰难。就 Java语言本身来说，尚未直接提
供防止死锁的帮助措施，需要我们通过谨慎的设计
来避免。
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7.3 多线程之间的通信
? 线程通信
– 在线程同步中，在一个线程进入了同步方法中后其
它想调用该方法的线程都必须等待，通过轮讯的方
式检测同步锁的状态，一旦前一个线程离开方法，
同步锁解开后马上调用这个方法并且为方法加上同
步锁。由于轮询通常由重复监测条件的循环实现的，
所以这种做法一定程度上会增加 CPU的负担。
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7.3 多线程之间的通信
– 为了避免轮询,Java包含了通过 wait( ),notify( )和
notifyAll( )方法实现的一个进程间通信机制。这三
个方法仅在 synchronized方法中才能被调用。
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小结
? 掌握：
– 多线程编程，能够创建、管理和撤消线程
? 理解：
– 线程的优先级与调度
– 线程的生命期
– 线程同步
? 了解：
– 多线程如何提高程序的性能
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? 第一部分
– 第一章 Java入门基础
– 第二章 异常
– 第三章 Java Applet类型
– 第四章 图形用户界面 GUI（一） ——AWT
– 第五章 Java中的事件处理机制
– 第六章 图形用户界面 GUI（二） ——Swing
Java高级程序设计
– 第七章 多线程
– 第八章 I/O输入输出流
– 第九章 Java数据库连接（ JDBC）
– 第十章 Java网络编程
? 第二部分
– 第一章 Java API
– 第二章 Java与多媒体
– 第三章 Java Bean基础
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第七章
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? 7.1 Java线程模型
– 7.1.1 理解线程概念
– 7.1.2 用 Thread类的子类创建线程
– 7.1.3 用 Runnable接口创建线程
– 7.1.4 两种线程实现方式的对比分析
– 7.1.5 线程生命的控制
– 7.1.6 多线程优先级
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第七章
多线程
? 7.2 Java如何共享资源 —线程同步
– 7.2.1 线程安全问题
– 7.2.2 使用线程同步
– 7.2.3 死锁问题
? 7.3 多线程之间的通信
– 7.3.1 线程通信
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7.1 Java 线程模型
? 理解线程概念
– 进程的概念
– 线程的概念
– 线程与进程的区别和联系
? 一个进程在其执行过程中，可以产生多个线程。
? 在进程概念中，每一个进程的内部数据和状态都是完全
独立的。但与进程不同的是，同类的多个线程是共享一
块内存空间和一组系统资源，而线程本身的数据通常只
有微处理器的寄存器数据，以及一个供程序执行时使用
的堆栈。
Java高级程序设计 多线程
7.1 Java 线程模型
? 用 Thread类的子类创建线程
– Thread类包含了线程运行所需要的方法，当一个类
继承了 Thread类后就可以在重写父类中的 run（）
方法来执行指定的操作。
– 需要注意的是线程子类的对象需要通过调用自己的
start（）方法让线程执行,start（）方法会自动调
用 run（）方法。
Java高级程序设计 多线程
7.1 Java 线程模型
? 用 Runnable接口创建线程
– 实现线程的另外一种方法是通过使用 Thread类的一
个构造方法 public Thread(Runnable target)来创建
一个新的线程, 其中创建参数 target的类负责实现
Runnable接口。
– Runnable接口中只有一个 run( )方法，实现该接口
的类必须实现接口中的 run( )方法,在其中定义具体
操作，然后将实现了 Runnable接口的类的对象作为
参数创建一个 Thread类的对象，调用该 Thread类对
象的 start( )方法启动线程。
Java高级程序设计 多线程
7.1 Java 线程模型
? 两种线程实现方式的对比分析
– 通过继承 Thread类来实现多线程的编程这种方法简单明了，
但是它也有一个很大的缺点，那就是如果相应的多线程处理
类已经继承了一个类，便无法再继承 Thread这个类，所以我
们一般情况下采用 Runnable接口的方法来实现多线程的编
程。使用 Runnable接口的来实现多线程在开发过程中能够
在一个类中包容所有的代码，以便封装。但是使用
Runnable接口的方法的缺点在于如果想创建多个线程并使
各个线程执行不同的的代码，就必须创建额外的类，这样的
话在某些情况下不如直接用多个类分别继承 Thread紧凑。
Java高级程序设计 多线程
7.1 Java 线程模型
? 线程生命的控制
– 当一个线程创建之后，就开始了一个线程的生命周
期过程，在一个线程的整个生命周期中会有多个不
同的状态存在：
Java高级程序设计 多线程
7.1 Java 线程模型
? 多线程优先级
– 线程的优先级（ Priority）告诉调试程序该线程的重
要程度有多大。如果有大量线程都被堵塞，都在等
候运行，程序会先运行有最高优先级的那个线程。
– Java线程模型涉及可以动态更改的线程优先级。线
程的优先级是从 1到 10之间的一个数字，数字越大
表明任务越紧急。 JVM标准首先调用优先级较高的
线程，然后才调用优先级较低的线程。但是，该标
准对具有相同优先级的线程的处理是随机的。
Java高级程序设计 多线程
7.2 Java如何共享资源
--线程同步
? 线程安全问题
– 通常情况下，多个执行的线程将操作同一个共享的对象。如
果只是读取这个共享的对象，就不必对线程的操作进行限制。
但是，在多个线程共享同一个对象，并且一个或者多个线程
会对这个线程进行修改操作时，如果不能正确的处理该共享
对象，会导致不确定的结果。比如，一个线程在更新该对象
的同时另外一个线程也试图对该对象进行更新，则该对象会
发生二次更新。如果该对象是某种数据结构，不同的线程同
时更新对象的不同部分，这种情况下将无法确定程序的行为，
可能产生正确的结果，也可能产生错误的结果。所以在使用
线程的时候一定要注意对共享数据的并发访问的处理，保证
多线程程序的正确性。
Java高级程序设计 多线程
7.2 Java如何共享资源
--线程同步
? 使用线程同步
– 通过在某个时刻只允许一个线程能够独占性访问共
享数据进行操作，就可以解决线程的安全问题。
– 具体做法：当一个线程进入共享数据操作代码时，
其他想进入共享数据操作的代码就一直处于等待状
态。在具有独占性权限的代码操作完成后，会允许
另外一个线程进入共享数据操作代码，其他的线程
继续等待。这称为线程同步。
Java高级程序设计 多线程
7.2 Java如何共享资源
--线程同步
? 实现线程同步的两种方法
– 方法一：用关键字 synchronized 修饰要同步的方法。
当一个方法被 synchronized修饰后，如果一个线程
A使用这个方法时，其他线程想使用这个方法就必
须等待，直到线程 A使用完改方法。
– 方法二：将要同步的代码放入 synchronized块。
下面是 synchronized语句的普通形式：
synchronized(object) {
// statements to be synchronized
}
Java高级程序设计 多线程
7.2 Java如何共享资源
--线程同步
? 死锁问题
– 由多线程带来的性能改善是以可靠性为代价的，主
要是因为这样有可能产生线程死锁。我们来想像这
样一种情形：在人行道上两个人迎面相遇，为了给
对方让道，两人同时向一侧迈出一步，双方无法通
过，又同时向另一侧迈出一步，这样还是无法通过。
双方都以同样的迈步方式堵住了对方的去路。假设
这种情况一直持续下去，双方都没有办法通过。
Java高级程序设计 多线程
7.2 Java如何共享资源
--线程同步
– 线程死锁时，第一个线程等待第二个线程释放资源，
而同时第二个线程又在等待第一个线程释放资源。
所有线程都会陷入无休止的相互等待状态，大家都
动弹不得。我们将这种情况称为“死锁”。尽管这
种情况并非经常出现，但一旦碰到，程序的调试将
变得异常艰难。就 Java语言本身来说，尚未直接提
供防止死锁的帮助措施，需要我们通过谨慎的设计
来避免。
Java高级程序设计 多线程
7.3 多线程之间的通信
? 线程通信
– 在线程同步中，在一个线程进入了同步方法中后其
它想调用该方法的线程都必须等待，通过轮讯的方
式检测同步锁的状态，一旦前一个线程离开方法，
同步锁解开后马上调用这个方法并且为方法加上同
步锁。由于轮询通常由重复监测条件的循环实现的，
所以这种做法一定程度上会增加 CPU的负担。
Java高级程序设计 多线程
7.3 多线程之间的通信
– 为了避免轮询,Java包含了通过 wait( ),notify( )和
notifyAll( )方法实现的一个进程间通信机制。这三
个方法仅在 synchronized方法中才能被调用。
Java高级程序设计 多线程
小结
? 掌握：
– 多线程编程，能够创建、管理和撤消线程
? 理解：
– 线程的优先级与调度
– 线程的生命期
– 线程同步
? 了解：
– 多线程如何提高程序的性能
