2009級(jí)實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)專(zhuān)題技術(shù)

1、2009級(jí)實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)專(zhuān)題技術(shù),——Java多線(xiàn)程編程,知識(shí)目標(biāo),了解線(xiàn)程和進(jìn)程的區(qū)別掌握J(rèn)ava多線(xiàn)程的兩種實(shí)現(xiàn)方法和區(qū)別了解線(xiàn)程狀態(tài)變化了解多線(xiàn)程的主要操作方法,技能目標(biāo),了解線(xiàn)程概念并能創(chuàng)建多線(xiàn)程程序,項(xiàng)目任務(wù),完成一個(gè)倒計(jì)時(shí)窗口，自定義刷新時(shí)間，精確顯示天數(shù)、小時(shí)數(shù)、分鐘數(shù)和秒數(shù),項(xiàng)目解析,采用GUI實(shí)現(xiàn)界面，調(diào)用API，其實(shí)現(xiàn)分為兩個(gè)步驟：創(chuàng)建線(xiàn)程，線(xiàn)程通信,項(xiàng)目解析,一、線(xiàn)程概念,進(jìn)行與線(xiàn)程操作系統(tǒng)分時(shí)間片輪流運(yùn)行每一個(gè)

2、程序，我們認(rèn)為是同時(shí)執(zhí)行這些程序工作——同時(shí)運(yùn)行多個(gè)不同的進(jìn)程每個(gè)進(jìn)行都有獨(dú)立的代碼和數(shù)據(jù)空間，進(jìn)程間的切換會(huì)有較大的開(kāi)銷(xiāo)線(xiàn)程是進(jìn)一步發(fā)展這個(gè)概念，把不同進(jìn)程間的切換在單個(gè)進(jìn)程的若干不同功能模塊之間的切換同一類(lèi)線(xiàn)程共享代碼和數(shù)據(jù)空間，每個(gè)線(xiàn)程由獨(dú)立的運(yùn)行棧和程序計(jì)數(shù)器（PC），線(xiàn)程切換開(kāi)銷(xiāo)小線(xiàn)程是一個(gè)程序內(nèi)部的順序控制流多線(xiàn)程：在同一個(gè)應(yīng)用程序中有多個(gè)順序流同時(shí)執(zhí)行,一、線(xiàn)程概念,JVM啟動(dòng)時(shí)會(huì)有一個(gè)由主方法（public s

3、tatic void main(String args[]){}）所定義的線(xiàn)程ThreadDemo.java：程序獲得運(yùn)行的主線(xiàn)程對(duì)象t，設(shè)置優(yōu)先級(jí)為9，使用for循環(huán)設(shè)計(jì)輸出線(xiàn)程名和0-4的數(shù)字，每次循環(huán)讓線(xiàn)程睡眠100msJava的線(xiàn)程是通過(guò)java.lang.Thread類(lèi)來(lái)實(shí)現(xiàn)的可以通過(guò)創(chuàng)建Thread的實(shí)例來(lái)創(chuàng)建新的線(xiàn)程每個(gè)線(xiàn)程都是通過(guò)某個(gè)特定的Thread對(duì)象所對(duì)應(yīng)的run()來(lái)完成其操作的，方法run()稱(chēng)為線(xiàn)程體

4、通過(guò)調(diào)用Thread類(lèi)的start()方法來(lái)啟動(dòng)一個(gè)線(xiàn)程,二、線(xiàn)程創(chuàng)建、啟動(dòng),可以有兩種方式創(chuàng)建新線(xiàn)程第一種定義一個(gè)Thread的子類(lèi)并重寫(xiě)run()方法class MyThread extends Thread{public void run(){}}生成該類(lèi)的對(duì)象MyThread myThread=new MyThread();啟動(dòng)線(xiàn)程myThread.start();,二、線(xiàn)程創(chuàng)建、啟動(dòng),可以有兩種方式創(chuàng)建新

5、線(xiàn)程第二種定義一個(gè)線(xiàn)程類(lèi)實(shí)現(xiàn)Runnable接口，Runnable接口中只有一個(gè)方法：public void run()定義線(xiàn)程體class MyRun implements Runnable{}使用Thread類(lèi)調(diào)用該接口實(shí)現(xiàn)類(lèi)對(duì)象Thread myThread=new Thread(new MyRun());啟動(dòng)線(xiàn)程myThread.start();使用Runnable接口可以為多個(gè)線(xiàn)程提供共享的數(shù)據(jù)在實(shí)現(xiàn)Runn

6、able接口的類(lèi)中的run()方法中可以使用Thread的靜態(tài)方法：public static Thread currentThread()獲取當(dāng)前線(xiàn)程的引用,二、線(xiàn)程創(chuàng)建、啟動(dòng),可以有兩種方式創(chuàng)建新線(xiàn)程第一種ThreadDemoEX.java：通過(guò)繼承Thread構(gòu)建新線(xiàn)程，程序中存在3個(gè)線(xiàn)程：第一個(gè)是main()方法所在的主線(xiàn)程，主線(xiàn)程執(zhí)行main()方法中的代碼，另外兩個(gè)線(xiàn)程分別是在main()中創(chuàng)建的。只有程序中出main(

7、)主線(xiàn)程外的其他線(xiàn)程都已經(jīng)運(yùn)行結(jié)束，main()主線(xiàn)程才運(yùn)行結(jié)束第二種ThreadDemoEX.java：通過(guò)實(shí)現(xiàn)Runnable接口構(gòu)建新線(xiàn)程,三、線(xiàn)程狀態(tài)與生命周期,每個(gè)Java程序都有一個(gè)默認(rèn)的主線(xiàn)程，由系統(tǒng)自動(dòng)生成，對(duì)應(yīng)應(yīng)用程序而言就是main()方法執(zhí)行的線(xiàn)程。要實(shí)現(xiàn)多線(xiàn)程，必須在主線(xiàn)程中創(chuàng)建新的線(xiàn)程對(duì)象新線(xiàn)程在生命周期中需要經(jīng)歷5中狀態(tài)：新建：線(xiàn)程對(duì)象被聲明并創(chuàng)建就緒：調(diào)用start()方法，擁有相應(yīng)的內(nèi)存空間和

8、所屬資源，進(jìn)入線(xiàn)程隊(duì)列等候CPU調(diào)度運(yùn)行：處于就緒狀態(tài)的線(xiàn)程被調(diào)度并獲得CPU資源阻塞：一個(gè)正運(yùn)行的線(xiàn)程因某種原因讓出CPU資源并暫時(shí)中止運(yùn)行死亡：線(xiàn)程不具有繼續(xù)運(yùn)行的能力（原因兩種：線(xiàn)程完成自己全部工作；線(xiàn)程被強(qiáng)制性中止）,三、線(xiàn)程狀態(tài)與生命周期,四、線(xiàn)程控制方法,四、線(xiàn)程控制方法,四、線(xiàn)程控制方法,TestInterrupt.javaTestJoin.javaTestYield.javaTestPriority.java

9、,五、線(xiàn)程通信,買(mǎi)票程序：TicketDemo.java程序中對(duì)于票數(shù)的操作步驟：判斷票數(shù)是否大于0，若大于0則表示還有票可以賣(mài)若票數(shù)大于0，則將票賣(mài)出實(shí)際中，在上面2步之間加入了延遲操作，那么一個(gè)線(xiàn)程就有可能在還沒(méi)有對(duì)票數(shù)進(jìn)行減操作之前，其他線(xiàn)程就已經(jīng)將票數(shù)減少了，主要就會(huì)出現(xiàn)票數(shù)為負(fù)的情況或重復(fù)賣(mài)票的情況,五、線(xiàn)程通信,解決上面問(wèn)題就必須使用同步，關(guān)鍵字synchronized同步代碼塊：TicketDemo2.java

10、synchronized(同步對(duì)象){//需要同步的代碼；}同步方法：TicketDemo3.javasynchronized 方法返回值 方法名稱(chēng)(參數(shù)列表){},五、線(xiàn)程通信,線(xiàn)程同步可以保證資源共享操作的正確性，但過(guò)多同步可能會(huì)產(chǎn)生問(wèn)題：死鎖。死鎖就是指兩個(gè)線(xiàn)程都在等待彼此先完成，造成了程序的停滯，一般死鎖都是在程序運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)的死鎖例子：ThreadDeadLock.javaJava技術(shù)既不能發(fā)現(xiàn)死鎖也不能避免死鎖，

11、因此程序員編程時(shí)需要注意死鎖問(wèn)題，盡量避免線(xiàn)程因?yàn)槟硞€(gè)條件為滿(mǎn)足而受阻時(shí)，不能讓其繼續(xù)占有資源，比如采用wait()方法釋放同步鎖，notify()方法喚醒等待隊(duì)列中第一個(gè)線(xiàn)程，并把它移入同步鎖申請(qǐng)隊(duì)列；如果有多個(gè)對(duì)象需要互斥范文，應(yīng)確定線(xiàn)程獲得死鎖的順序，并保證整個(gè)程序以相反的順序釋放死鎖,六、線(xiàn)程應(yīng)用案例,制作一個(gè)簡(jiǎn)單的國(guó)慶倒計(jì)時(shí)牌，計(jì)算距離中華人民共和國(guó)建國(guó)65周年還有多少時(shí)間，顯示剩余的天數(shù)、小時(shí)數(shù)、分鐘數(shù)和秒數(shù)，以電子表的

12、形式，每秒刷新一次。實(shí)現(xiàn)：TimeFrame.java,補(bǔ)充,注解,注解,注解(也稱(chēng)元數(shù)據(jù))是眾多引入到Java SE5中的重要的語(yǔ)言變化之一。注解類(lèi)型的主要目的是，以標(biāo)準(zhǔn)化和結(jié)構(gòu)化的方式來(lái)表示信息。這些信息可由自動(dòng)化處理工具來(lái)讀取與處理，也可以增加程序員的理解。因而提供了一種結(jié)構(gòu)化的，并且具有類(lèi)型檢查能力的新途徑，使得程序員能夠?yàn)榇a加入元數(shù)據(jù)，而不會(huì)導(dǎo)致代碼雜亂且難以閱讀。注解采用能被Java編譯器進(jìn)行檢查、驗(yàn)證的格式，存儲(chǔ)有關(guān)程

13、序的額外信息。通過(guò)使用注解，可以將這些元數(shù)據(jù)保存在Java源代碼中，同時(shí)，注解的優(yōu)點(diǎn)還包括：附屬文件的自動(dòng)生成，例如部署描述符或者bean信息類(lèi)；測(cè)試、日志、事務(wù)語(yǔ)義等代碼的自動(dòng)生成。Java語(yǔ)言本身提供的注解不多，但它提供了一個(gè)強(qiáng)大的機(jī)制，用于定義自己的注解。程序員更多的是使用開(kāi)發(fā)環(huán)境或開(kāi)發(fā)工具中自定義的注解，這些自定義的注解數(shù)量眾多，功能強(qiáng)大，是程序員的有力工具,一、內(nèi)置注解,內(nèi)置注解是指Java語(yǔ)言?xún)?nèi)部已定義好的注解，可直接使用。

14、Java SE預(yù)定義了三種標(biāo)準(zhǔn)注解(在java.lang包中)和四種元注解(在java.lang.annotation包中)。定義在java.lang包中的三種標(biāo)準(zhǔn)注解如下：@Override：表示當(dāng)前的方法定義將重寫(xiě)父類(lèi)中的方法。如果不小心拼寫(xiě)錯(cuò)誤，或者簽名對(duì)不上重寫(xiě)的方法，編譯器就會(huì)發(fā)出錯(cuò)誤提示。@Deprecated：如果使用了用它注解的程序元素，那么編譯器會(huì)發(fā)出警告信息。@SuppressWarnings：關(guān)閉指定的編譯器

15、警告信息annotation并不直接影響代碼語(yǔ)義，但是它工作的方式被看作類(lèi)似程序的工具或者類(lèi)庫(kù)，它會(huì)反過(guò)來(lái)對(duì)正在運(yùn)行的程序語(yǔ)義有所影響。,@Override,java.lang.Override是J2SE 5.0中標(biāo)準(zhǔn)的annotation類(lèi)型之一，它告訴編譯器某個(gè)方法必須是重寫(xiě)父類(lèi)中的方法，編譯器得知這項(xiàng)信息后，在編譯程序時(shí)如果發(fā)現(xiàn)該方法并非重寫(xiě)父類(lèi)中的方法，就會(huì)報(bào)告錯(cuò)誤。該注解只能應(yīng)用于方法。例子：OverrideTest.ja

16、va現(xiàn)在對(duì)Equals()方法加上@Override注解，要求編譯器必須檢查這個(gè)方法是不是重寫(xiě)父類(lèi)的某個(gè)方法，但編譯器發(fā)現(xiàn)父類(lèi)Object類(lèi)中并沒(méi)有這個(gè)方法，所以它會(huì)報(bào)告如下錯(cuò)誤,@Deprecated,java.lang.Deprecated是J2SE 5.0中標(biāo)準(zhǔn)的annotation類(lèi)型之一，它告訴編譯器某個(gè)程序元素已經(jīng)不建議使用，如果試圖使用或重新定義該方法，則發(fā)出警告信息例子：DeprecatedTest.java,@Su

17、ppressWarnings,下面的方法f()中定義了一個(gè)ArrayList類(lèi)，但同時(shí)會(huì)出現(xiàn)警告信息。public void f() { List list = new ArrayList(); list.add("hello");}警告信息表示List類(lèi)必須使用泛型才是安全的，才可以進(jìn)行類(lèi)型檢查。如果想不顯示這個(gè)警告信息有兩種方法。一個(gè)是將這個(gè)方法進(jìn)行如下改寫(xiě)： public void f

18、() { List list = new ArrayList(); list.add("hello");}另外一種方法就是使用@SuppressWarnings，如下所示：@SuppressWarnings (value = {"unchecked"})public void f() { List list = new ArrayList(); list.add("h

19、ello");},@SuppressWarnings,要注意的是SuppressWarnings和前兩個(gè)注解不一樣。前兩個(gè)注解是沒(méi)有元素的。因而可寫(xiě)成：@Override 或@ Override()，而SuppressWarnings注解有一個(gè)元素，類(lèi)型為String[]。按注解定義的約定，單一元素(即只有一個(gè)元素)的名字建議取為value。這樣在使用注解時(shí)可簡(jiǎn)化。annotation語(yǔ)法允許在annotation名后跟括號(hào)

20、，括號(hào)中是使用逗號(hào)分割的“name = value”對(duì)，用于為annotation的成員賦值。例如下面的代碼片段：@SuppressWarnings({"unchecked","deprecation"})public void f() {List list = new ArrayList(); list.add("hello");},@SuppressWar

21、nings,@SuppressWarnings 類(lèi)型只定義了一個(gè)單一的成員，所以只有一個(gè)簡(jiǎn)單的value = {...}作為“name = value”對(duì)。又由于成員值是一個(gè)數(shù)組，故使用大括號(hào)來(lái)聲明數(shù)組值。注意：可以在下面的情況中縮寫(xiě)annotation：當(dāng)annotation只有單一成員，并且成員命名為“value =”。這時(shí)可以省去“value =”。比如將上面的@SuppressWarnings 進(jìn)行縮寫(xiě)：@SuppressWa

22、rnings ({"unchecked" , "deprecation"})如果@SuppressWarnings所聲明的被禁止警告?zhèn)€數(shù)為一個(gè)時(shí)，可以省去大括號(hào)：@SuppressWarnings("unchecked")例子：SuppressWarningsTest.java,二、元注解,注解的強(qiáng)大之處是它不僅可以使Java程序變成自描述的，而且允許程序員自定義注解。注

23、解類(lèi)型的定義，是一種特殊的接口定義，只是在interface關(guān)鍵字前面加了一個(gè)符號(hào)@。編譯程序在編譯注解定義時(shí)，自動(dòng)將注解從java.lang.annotation.Annotation接口繼承，因而不允許在注解后邊再加上extends子句。要注意：程序員人為地定義一個(gè)接口，從Annotation接口繼承，這個(gè)不會(huì)被編譯程序當(dāng)作注解。因此，注解的定義只能使用@interface定義。在任何可能定義接口的地方，都可以定義注解。接口的修飾符

24、都可以修飾注解。訪(fǎng)問(wèn)權(quán)限范圍也一樣。例如下面的語(yǔ)句：public @interface MyAnnotation { },二、元注解,上面的代碼是一個(gè)最簡(jiǎn)單的注解。這個(gè)注解沒(méi)有任何元素，也可以理解為是一個(gè)標(biāo)記注解。當(dāng)然，也可以定義有元素的注解。例如下面的語(yǔ)句：public @interface MyAnnotation { public int id();public String value() default “jav

25、a world”;}id和value類(lèi)似方法定義，value元素有一個(gè)缺省值，如果在注解某個(gè)方法時(shí)沒(méi)有給出value值，則該注解的處理器就會(huì)使用此元素的默認(rèn)值。可以按如下格式使用自定義注解MyAnnotation。@MyAnnotation(id =12, value = "java") public void f() {… },二、元注解,@Target 作為元注解類(lèi)型的@Target，它描述了注解所適

26、用的程序元素的種類(lèi)。當(dāng)一個(gè)注解類(lèi)型沒(méi)有@Target時(shí)，則表明該注解可適用于所有程序元素上。當(dāng)存在@Target時(shí)，編譯程序?qū)?qiáng)制實(shí)施指定的使用限制。它將被作為普通的annotation看待。當(dāng)它修飾一個(gè)特定的成員時(shí)，它將發(fā)揮其應(yīng)用的作用。@Target(ElementType.METHOD) @interface MyAnnotation {}@MyAnnotation // 不正確，不能為類(lèi)注解public class C

27、omment{ @MyAnnotation // 正確，可以為方法注解public void method() },二、元注解,@Target @Target所指的目標(biāo)就是Java的語(yǔ)言元素如類(lèi)接口方法等。當(dāng)然，@Target還可以對(duì)其他的元素進(jìn)行限制，如構(gòu)造方法字段參數(shù)等。若只允許對(duì)方法和構(gòu)造方法進(jìn)行注解可以寫(xiě)成： @Target({ElementType.METHOD,ElementType.CONSTRUCTOR}

28、)@interface MyAnnotation {},二、元注解,@Retention既然可以自定義注解，當(dāng)然也就可以讀取程序中的注解。annotation 的@Retention定義了該annotation被保留的時(shí)間長(zhǎng)短：某些annotation僅出現(xiàn)在源代碼中，但被編譯器丟棄；而另一些卻被編譯在 class文件中；編譯在class文件中的annotation可能會(huì)被虛擬機(jī)忽略，而另一些在class被裝載時(shí)將被讀取。@Ret

29、ention(RetentionPolicy.SOURCE) @interface MyAnnotation1 { }@Retention(RetentionPolicy.CLASS) @interface MyAnnotation2 {}@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME) @interface MyAnnotation3 {}說(shuō)明：其中第一行代碼的作用是不將注解保存在class文件中，也就是說(shuō)

30、像“//注釋”一樣在編譯時(shí)被過(guò)濾掉了，第二行代碼的作用是只將注解保存在class文件中，使用反射讀取注解時(shí)忽略這些注解，第三行代碼的作用是將注解保存在class文件中，也可以通過(guò)反射讀取注解,二、元注解,@Inherited@Inherited也是一個(gè)標(biāo)記型標(biāo)記，表示注解類(lèi)型會(huì)被自動(dòng)繼承。如果一個(gè)使用了@Inherited修飾的注解類(lèi)型被用于一個(gè)class，則這個(gè)注解將被用于該class的子類(lèi)。@Inherited @inte

31、rface MyAnnotation { }@MyAnnotationpublic class ParentClass {}public class ChildClass extends ParentClass { }在以上代碼中，ChildClass和ParentClass一樣都已被MyAnnotation注解了。,二、元注解,@Documented@Documented 這個(gè)注解和它的名子一樣與文檔有關(guān)。在默認(rèn)的情況