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在Java語(yǔ)言產(chǎn)生前，傳統(tǒng)的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言的程序同一時(shí)刻只能單任務(wù)操作，效率非常低，例如程序往往在接收數(shù)據(jù)輸入時(shí)發(fā)生阻塞，只有等到程序獲得數(shù)據(jù)后才能繼續(xù)運(yùn)行。 隨著Internet的迅猛發(fā)展，這種狀況越來(lái)越不能讓人們?nèi)淌埽喝绻W(wǎng)絡(luò)接收數(shù)據(jù)阻塞，后臺(tái)程序就處于等待狀態(tài)而不繼續(xù)任何操作，而這種阻塞是經(jīng)常會(huì)碰到的，此時(shí)CPU資源被白白的閑置起來(lái)。如果在后臺(tái)程序中能夠同時(shí)處理多個(gè)任務(wù)，該多好??！應(yīng)Internet技術(shù)而生的Java語(yǔ)言解決了這個(gè)問(wèn)題，多線程程序是Java語(yǔ)言的一個(gè)很重要的特點(diǎn)。在一個(gè)Java程序中，我們可以同時(shí)并行運(yùn)行多個(gè)相對(duì)獨(dú)立的線程，例如，我們?nèi)绻麆?chuàng)建一個(gè)線程來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)輸入輸出，而創(chuàng)建另一個(gè)線程在后臺(tái)進(jìn)行其它的數(shù)據(jù)處理，如果輸入輸出線程在接收數(shù)據(jù)時(shí)阻塞，而處理數(shù)據(jù)的線程仍然在運(yùn)行。多線程程序設(shè)計(jì)大大提高了程序執(zhí)行效率和處理能力。

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線程的創(chuàng)建

我們知道Java是面向?qū)ο蟮某绦蛘Z(yǔ)言，用Java進(jìn)行程序設(shè)計(jì)就是設(shè)計(jì)和使用類，Java為我們提供了線程類Thread來(lái)創(chuàng)建線程，創(chuàng)建線程與創(chuàng)建普通的類的對(duì)象的操作是一樣的，而線程就是Thread類或其子類的實(shí)例對(duì)象。下面是一個(gè)創(chuàng)建啟動(dòng)一個(gè)線程的語(yǔ)句：

Thread thread1=new Thread(); file://聲明一個(gè)對(duì)象實(shí)例，即創(chuàng)建一個(gè)線程；
Thread1.run(); file://用Thread類中的run()方法啟動(dòng)線程；

從這個(gè)例子，我們可以通過(guò)Thread()構(gòu)造方法創(chuàng)建一個(gè)線程，并啟動(dòng)該線程。事實(shí)上，啟動(dòng)線程，也就是啟動(dòng)線程的run()方法，而Thread類中的run()方法沒(méi)有任何操作語(yǔ)句，所以這個(gè)線程沒(méi)有任何操作。要使線程實(shí)現(xiàn)預(yù)定功能，必須定義自己的run()方法。Java中通常有兩種方式定義run()方法：

通過(guò)定義一個(gè)Thread類的子類，在該子類中重寫(xiě)run()方法。Thread子類的實(shí)例對(duì)象就是一個(gè)線程，顯然，該線程有我們自己設(shè)計(jì)的線程體run()方法，啟動(dòng)線程就啟動(dòng)了子類中重寫(xiě)的run()方法。

通過(guò)Runnable接口，在該接口中定義run()方法的接口。所謂接口跟類非常類似，主要用來(lái)實(shí)現(xiàn)特殊功能，如復(fù)雜關(guān)系的多重繼承功能。在此，我們定義一個(gè)實(shí)現(xiàn)Runnable() 接口的類，在該類中定義自己的run()方法，然后以該類的實(shí)例對(duì)象為參數(shù)調(diào)用Thread類的構(gòu)造方法來(lái)創(chuàng)建一個(gè)線程。

線程被實(shí)際創(chuàng)建后處于待命狀態(tài)，激活（啟動(dòng)）線程就是啟動(dòng)線程的run()方法，這是通過(guò)調(diào)用線程的start()方法來(lái)實(shí)現(xiàn)的。

下面一個(gè)例子實(shí)踐了如何通過(guò)上述兩種方法創(chuàng)建線程并啟動(dòng)它們：

// 通過(guò)Thread類的子類創(chuàng)建的線程；
　　　 class thread1 extends Thread
　　　　 { file://自定義線程的run()方法；
　　　　　 public void run()
　　　　　　 {
　　　　　　　 System.out.println("Thread1 is running…");
　　　　　　 }
　　　　　 }
　　　 file://通過(guò)Runnable接口創(chuàng)建的另外一個(gè)線程；
　　 class thread2 implements Runnable
　　　 { file://自定義線程的run()方法；
　　　　 public void run()
　　　　 {
　　　　　 System.out.println("Thread2 is running…");
　　　　 }
　　　 }
　　　 file://程序的主類'
　　　 class Multi_Thread file://聲明主類；
　　　　 {
　　　　　 plubic static void mail(String args[]) file://聲明主方法；
　　　　　　 {
　　　　　　　 thread1 threadone=new thread1(); file://用Thread類的子類創(chuàng)建線程；
　　　　　　　 Thread threadtwo=new Thread(new thread2()); file://用Runnable接口類的對(duì)象創(chuàng)建線程；
　　　　　　　 threadone.start(); threadtwo.start(); file://strat()方法啟動(dòng)線程；
　　　　　　 }
　　　　　 }

運(yùn)行該程序就可以看出，線程threadone和threadtwo交替占用CPU，處于并行運(yùn)行狀態(tài)?？梢钥闯?，啟動(dòng)線程的run()方法是通過(guò)調(diào)用線程的start()方法來(lái)實(shí)現(xiàn)的(見(jiàn)上例中主類)，調(diào)用start()方法啟動(dòng)線程的run()方法不同于一般的調(diào)用方法，調(diào)用一般方法時(shí)，必須等到一般方法執(zhí)行完畢才能夠返回start()方法，而啟動(dòng)線程的run()方法后，start()告訴系統(tǒng)該線程準(zhǔn)備就緒可以啟動(dòng)run()方法后，就返回start()方法執(zhí)行調(diào)用start()方法語(yǔ)句下面的語(yǔ)句，這時(shí)run()方法可能還在運(yùn)行，這樣，線程的啟動(dòng)和運(yùn)行并行進(jìn)行，實(shí)現(xiàn)了多任務(wù)操作。

線程的優(yōu)先級(jí)

對(duì)于多線程程序，每個(gè)線程的重要程度是不盡相同，如多個(gè)線程在等待獲得CPU時(shí)間時(shí)，往往我們需要優(yōu)先級(jí)高的線程優(yōu)先搶占到CPU時(shí)間得以執(zhí)行；又如多個(gè)線程交替執(zhí)行時(shí)，優(yōu)先級(jí)決定了級(jí)別高的線程得到CPU的次數(shù)多一些且時(shí)間多長(zhǎng)一些；這樣，高優(yōu)先級(jí)的線程處理的任務(wù)效率就高一些。

Java中線程的優(yōu)先級(jí)從低到高以整數(shù)1~10表示，共分為10級(jí)，設(shè)置優(yōu)先級(jí)是通過(guò)調(diào)用線程對(duì)象的setPriority()方法，如上例中，設(shè)置優(yōu)先級(jí)的語(yǔ)句為：

thread1 threadone=new thread1(); file://用Thread類的子類創(chuàng)建線程；

Thread threadtwo=new Thread(new thread2()); file://用Runnable接口類的對(duì)象創(chuàng)建線程；

threadone.setPriority(6); file://設(shè)置threadone的優(yōu)先級(jí)6；

threadtwo.setPriority(3); file://設(shè)置threadtwo的優(yōu)先級(jí)3；

threadone.start(); threadtwo.start(); file://strat()方法啟動(dòng)線程；

這樣，線程threadone將會(huì)優(yōu)先于線程threadtwo執(zhí)行，并將占有更多的CPU時(shí)間。該例中，優(yōu)先級(jí)設(shè)置放在線程啟動(dòng)前，也可以在啟動(dòng)后進(jìn)行設(shè)置，以滿足不同的優(yōu)先級(jí)需求。

#p#

線程的（同步）控制

一個(gè)Java程序的多線程之間可以共享數(shù)據(jù)。當(dāng)線程以異步方式訪問(wèn)共享數(shù)據(jù)時(shí)，有時(shí)候是不安全的或者不和邏輯的。比如，同一時(shí)刻一個(gè)線程在讀取數(shù)據(jù)，另外一個(gè)線程在處理數(shù)據(jù)，當(dāng)處理數(shù)據(jù)的線程沒(méi)有等到讀取數(shù)據(jù)的線程讀取完畢就去處理數(shù)據(jù)，必然得到錯(cuò)誤的處理結(jié)果。這和我們前面提到的讀取數(shù)據(jù)和處理數(shù)據(jù)并行多任務(wù)并不矛盾，這兒指的是處理數(shù)據(jù)的線程不能處理當(dāng)前還沒(méi)有讀取結(jié)束的數(shù)據(jù)，但是可以處理其它的數(shù)據(jù)。

如果我們采用多線程同步控制機(jī)制，等到***個(gè)線程讀取完數(shù)據(jù)，第二個(gè)線程才能處理該數(shù)據(jù)，就會(huì)避免錯(cuò)誤。可見(jiàn)，線程同步是多線程編程的一個(gè)相當(dāng)重要的技術(shù)。

在講線程的同步控制前我們需要交代如下概念：

1. 用Java關(guān)鍵字synchonized同步對(duì)共享數(shù)據(jù)操作的方法

在一個(gè)對(duì)象中，用synchonized聲明的方法為同步方法。Java中有一個(gè)同步模型-監(jiān)視器，負(fù)責(zé)管理線程對(duì)對(duì)象中的同步方法的訪問(wèn)，它的原理是：賦予該對(duì)象***一把'鑰匙'，當(dāng)多個(gè)線程進(jìn)入對(duì)象，只有取得該對(duì)象鑰匙的線程才可以訪問(wèn)同步方法，其它線程在該對(duì)象中等待，直到該線程用wait()方法放棄這把鑰匙，其它等待的線程搶占該鑰匙，搶占到鑰匙的線程后才可得以執(zhí)行，而沒(méi)有取得鑰匙的線程仍被阻塞在該對(duì)象中等待。

file://聲明同步的一種方式：將方法聲明同步

class store
　　　 {
　　　　 public synchonized void store_in()
　　　　 {
　　　　　　 ….
　　　　 }
　　　　 public synchonized void store_out(){
　　　　 　 ….}
　　　　 }

2.  利用wait()、notify()及notifyAll()方法發(fā)送消息實(shí)現(xiàn)線程間的相互聯(lián)系

Java程序中多個(gè)線程通過(guò)消息來(lái)實(shí)現(xiàn)互動(dòng)聯(lián)系的，這幾種方法實(shí)現(xiàn)了線程間的消息發(fā)送。例如定義一個(gè)對(duì)象的synchonized 方法，同一時(shí)刻只能夠有一個(gè)線程訪問(wèn)該對(duì)象中的同步方法，其它線程被阻塞。通常可以用notify()或notifyAll()方法喚醒其它一個(gè)或所有線程。而使用wait()方法來(lái)使該線程處于阻塞狀態(tài)，等待其它的線程用notify()喚醒。

一個(gè)實(shí)際的例子就是生產(chǎn)和銷(xiāo)售，生產(chǎn)單元將產(chǎn)品生產(chǎn)出來(lái)放在倉(cāng)庫(kù)中，銷(xiāo)售單元?jiǎng)t從倉(cāng)庫(kù)中提走產(chǎn)品，在這個(gè)過(guò)程中，銷(xiāo)售單元必須在倉(cāng)庫(kù)中有產(chǎn)品時(shí)才能提貨；如果倉(cāng)庫(kù)中沒(méi)有產(chǎn)品，則銷(xiāo)售單元必須等待。

程序中，假如我們定義一個(gè)倉(cāng)庫(kù)類store，該類的實(shí)例對(duì)象就相當(dāng)于倉(cāng)庫(kù)，在store類中定義兩個(gè)成員方法：store_in()，用來(lái)模擬產(chǎn)品制造者往倉(cāng)庫(kù)中添加產(chǎn)品；strore_out()方法則用來(lái)模擬銷(xiāo)售者從倉(cāng)庫(kù)中取走產(chǎn)品。然后定義兩個(gè)線程類：customer類，其中的run()方法通過(guò)調(diào)用倉(cāng)庫(kù)類中的store_out()從倉(cāng)庫(kù)中取走產(chǎn)品，模擬銷(xiāo)售者；另外一個(gè)線程類producer中的run()方法通過(guò)調(diào)用倉(cāng)庫(kù)類中的store_in()方法向倉(cāng)庫(kù)添加產(chǎn)品，模擬產(chǎn)品制造者。在主類中創(chuàng)建并啟動(dòng)線程，實(shí)現(xiàn)向倉(cāng)庫(kù)中添加產(chǎn)品或取走產(chǎn)品。

如果倉(cāng)庫(kù)類中的store_in() 和store_out()方法不聲明同步，這就是個(gè)一般的多線程，我們知道，一個(gè)程序中的多線程是交替執(zhí)行的，運(yùn)行也是無(wú)序的，這樣，就可能存在這樣的問(wèn)題：

倉(cāng)庫(kù)中沒(méi)有產(chǎn)品了，銷(xiāo)售者還在不斷光顧，而且還不停的在'取'產(chǎn)品，這在現(xiàn)實(shí)中是不可思義的，在程序中就表現(xiàn)為負(fù)值；如果將倉(cāng)庫(kù)類中的stroe_in()和store_out()方法聲明同步，如上例所示：就控制了同一時(shí)刻只能有一個(gè)線程訪問(wèn)倉(cāng)庫(kù)對(duì)象中的同步方法；即一個(gè)生產(chǎn)類線程訪問(wèn)被聲明為同步的store_in()方法時(shí)，其它線程將不能夠訪問(wèn)對(duì)象中的store_out()同步方法，當(dāng)然也不能訪問(wèn)store_in()方法。必須等到該線程調(diào)用wait()方法放棄鑰匙，其它線程才有機(jī)會(huì)訪問(wèn)同步方法。

這個(gè)原理實(shí)際中也很好理解，當(dāng)生產(chǎn)者（producer）取得倉(cāng)庫(kù)***的鑰匙，就向倉(cāng)庫(kù)中添放產(chǎn)品，此時(shí)其它的銷(xiāo)售者（customer，可以是一個(gè)或多個(gè)）不可能取得鑰匙，只有當(dāng)生產(chǎn)者添放產(chǎn)品結(jié)束，交還鑰匙并且通知銷(xiāo)售者，不同的銷(xiāo)售者根據(jù)取得鑰匙的先后與否決定是否可以進(jìn)入倉(cāng)庫(kù)中提走產(chǎn)品。

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