《JAVA程序設計》_第十週學習總結

1、學習內容

12.1進程與進程

• 程序是一段靜態的代碼，進程是程序的一次動態執行過程，這個過程也是進程自己從產生、發展至消亡的過程。

• 線程不是進程，是比進程更小的執行單位。但與進程不一樣的是，線程的中斷和恢復能夠更加節省系統的開銷。

• 沒有進程就沒有線程。

12.2Java中的線程

一、Java的多線程機制

• Java語言的一大特性點就是內置對多線程的支持。

• 多線程是指一個應用程序中同時存在幾個執行本，按幾條不一樣的執行線索共同工做的狀況。

• 計算機在任何給定的時刻只能執行線程中的一個。Java虛擬機快速地把控制從一個線程切換到另外一個線程，這些線程被輪流執行，使得每一個線程都有機會使用CPU資源。

二、主線程（main線程）

• 主線程（main線程）負責執行main方法。

如- 果main方法中沒有建立其餘的線程，那麼當main方法執行完最後一個語句，即main方法返回時，JVM就會結束Java應用程序。若是main方法中又建立了其餘線程，那麼JVM就要在主線程和其餘線程之間輪流切換，保證，每一個線程都有機會使用CPU，main方法即便執行完最後的語句（主線程結束），JVM也不會結束Java應用程序，JVM一直要等到Java應用程序都結束以後，才結束Java應用程序。

三、線程的狀態和生命週期

• Java語言使用Thread類及其子類的對象來表示線程。

• 新建的線程在一個完整的生命週期中一般要經歷如下4個狀態：

• 新建：一個Thread類或其子類的對象被聲明並建立，已經有了相應的內存空間和其餘資源。

• 運行：JVM將CPU使用權切換給該線程時，此線程就能夠脫離建立它的主線程獨立開始本身的生命週期了。
  若是線程是Thread的子類建立的，該類中的run()方法就馬上執行，且程序必須在子類中重寫父類的run()方法。
  在線程沒有結束run()方法以前，不要讓線程再調用start()方法，不然將發生IllegalThreadStateException異常。

• 中斷：有四種緣由的中斷
  • JVM將CPU資源從當前線程切換給其餘線程，使本線程讓出CPU的使用權處於中斷狀態。
  • 線程使用CPU資源期間，執行了sleep(int millsecond)方法，使當前線程進入休眠狀態。
  • 執行了wait()方法，使得當前線程進入等待狀態，必須由其餘線程調用notify()方法通知它，使得它從新進到線程隊列中排隊等待CPU資源。
  • 執行某個操做進入阻塞狀態，好比執行讀/寫操做引發阻塞。只有當引發阻塞的緣由消除時，線程才從新進到線程隊列中排隊等待CPU資源。
• 死亡：不具備繼續運行的能力。實質是線程釋放了實體，即釋放分配給線程對象的內存。
  • 死亡緣由之一是執行完run()方法中的所有語句，結束了run()方法；
  • 死亡緣由之二是強制run()方法結束。

四、線程調度與優先級

• 每一個Java線程的優先級都在常數1和10之間，即Thread.MIN_PRIORITY 和Thread.MAX_PRIORITY之間。若是沒有明確地設置線程的優先級別，，每一個線程的優先級都爲常數5，即Thread.NORM_PRIORITY。

• 能夠經過setPriority(int grade)方法調整優先級， getPriority 方法返回線程的優先級。

• 當線程使用CPU資源的時間到時後，即便線程沒有完成本身的所有操做，JVM也會中斷當前線程的執行，把CPU的使用權切換給下一個排隊等待的線程，當前線程將等待CPU資源的下一次輪迴，而後從中斷處繼續執行。

• JVM的線程調度器的任務是使高優先級的線程能始終運行，一旦時間片有空閒，則使具備同等優先級的線程以輪流的方式順序使用時間片。

12.3Thread類與線程的建立

一、使用Thread的子類

• 在編寫Thread類的子類時，須要重寫父類的run()方法。

• 優勢：能夠在子類中增長新的成員變量，實現城具備某種屬性，也能夠在子類中新增長方法，使線程具備某種功能。

• Java不支持多繼承，Thread類的子類不能再擴展其餘的類。

二、使用Thread類。

• 用Thread類直接建立線程對象：Thread(Runnable target)，該構造方法中的參數是一個Runnable類型的接口。

• 在建立線程對象時必須向構造方法的參數傳遞一個實現Runnable接口類的實例，該實例對象稱做所創線程的目標對象，當線程調用start()方法後，一旦輪到它來享用CPU資源，目標對象就會自動調用接口中的run()方法（接口回調）

• 對於使用同一目標對象的線程，目標對象的成員變量天然就是這些線程共享的數據單元，使用Runnable接口比使用Thread的子類更具備靈活性。

三、目標對象與線程的關係

• 目標對象和線程徹底解耦：目標對象常常須要經過得到線程的名字（由於沒法得到線程對象的引用）以便肯定被JVM正在執行的線程是哪一個。

• 目標對象組合線程（弱耦合）：目標對象能夠組合線程，目標對象類組合線程對象時，目標對象能夠經過得到線程對象的引用。

四、關於run方法啓動的次數

• 對於具備相同目標對象的線程，當其中一個線程享用CPU資源時，目標對象自動調用接口中的run方法，這時，run方法中的局部變量被分配內存空間，當輪到另外一個線程享用CPU資源時，目標對象會再次調用接口中的run方法，run()方法中的局部變量會再次分配內存空間。即run()方法已經啓動運行了兩次，分別運行在不一樣的線程中

12.4線程的經常使用方法

• start() : 線程調用該方法將啓動線程，使之重新建狀態進入就緒隊列排隊，一旦輪到它來享用CPU資源時，就能夠脫離建立它的線程獨立開始本身的生命週期了。

• run(): Thread類的run()方法與Runnable接口中的run()方法的功能和做用相同，都用來定義線程對象被調度以後所執行的操做，都是系統自動調用而用戶程序不得引用的方法。

• sleep(int millsecond): 優先級高的線程能夠在它的run()方法中調用sleep方法來使本身放棄CPU資源，休眠一段時間。

• isAlive(): 線程處於「新建」狀態時，線程調用isAlive()方法返回false。在線程的run()方法結束以前，即沒有進入死亡狀態以前，線程調用isAlive()方法返回true。

• currentThread():
  • 該方法是Thread類中的類方法，能夠用類名調用，該方法返回當前正在使用CPU資源的線程。
• interrupt():
  • 一個佔有CPU資源的線程可讓休眠的線程調用interrupt()方法「吵醒」本身，即致使休眠的線程發生InterruptedException異常，從而結束休眠，從新排隊等待CPU資源。

12.5線程同步

• 多個線程調用synchronized方法必須遵照同步機制。

• 在處理線程同步時，要作的第一件事就是要把修改數據的方法用關鍵字synchronized來修飾。

• 所謂線程同步就是若干個線程都須要使用一個synchronized修飾的方法。

• 線程同步機制：當一個線程A使用synchronized方法時，其餘線程想使用這個synchronized方法時就必須等待，直到線程A使用完該synchronized方法。

12.6協調同步的線程

• wait()方法能夠中斷方法的執行，使本線程等待，暫時讓出CPU的使用權，並容許其它線程使用這個同步方法。

• notifyAll()方法通知全部的因爲使用這個同步方法而處於等待的線程結束等待。曾中斷的線程就會從剛纔的中斷處繼續執行這個同步方法，並遵循「先中斷先繼續」的原則。

• notify()方法只是通知處於等待中的線程的某一個結束等待。

• wait()、notify()、notifyAll()都是Object類中的final方法，被全部的類繼承且不容許重寫得方法。不能夠在非同步方法中使用wait()、notify()、notifyAll()。

12.7線程聯合

• 一個線程A在佔有CPU資源期間,可讓其它線程調用join()和本線程聯合,如：B.join();
• 稱A在運行期間聯合了B。若是線程A在佔有CPU資源期間一旦聯合B線程，那麼A線程將馬上中斷執行，一直等到它聯合的線程B執行完畢，A線程再從新排隊等待CPU資源，以便恢復執行。若是A準備聯合的B線程已經結束，那麼B.join()不會產生任何效果。

12.8GUI線程

• 當Java程序包含圖形用戶界面(GUI)時，Java虛擬機在運行應用程序會自動啓動更多的線程

• 兩個重要的線程
  • AWT-EventQuecue：負責處理GUI事件
  • AWT-Windows：負責將窗體或組件繪製到桌面

12.9計時器線程

• 使用Timer類的方法start()啓動計時器，即啓動線程。

• 使用Timer類的方法stop()中止計時器，即掛起線程。

• 使用restart()從新啓動計時器，即恢復線程。

• 使用Timer(int a,Object b)建立一個計時器，計時器每隔a毫秒「震鈴」一次，參數b是計時器的監視器。計時器發生的震鈴事件是ActinEvent類型事件。當震鈴事件發生時，監視器就會監視到這個事件，監視器就回調ActionListener接口中的actionPerformed(ActionEvent e)方法。

• 注：計時器的監視器必須是組件類（例如JFrame、JButton等）的子類的實例，不然計時器沒法啓動。

12.10守護線程

• 線程默認是非守護線程（即用戶（user）線程）。

• 一個線程調用void setDaemon(boolean on)方法能夠將本身設置成一個守護（Daemon）線程，例如：thread.setDaemon(true);

• 當程序中的全部用戶線程都已結束運行時，即便守護線程的run方法中還有須要執行的語句，守護線程也馬上結束運行。

• 用戶線程與守護線程的區別在於虛擬機的離開。若是用戶線程已經所有退出運行，只剩下守護線程存在，那麼虛擬機也就退出了。

• 一個線程必須在運行前設置本身是不是守護線程。

2、學習中的問題及解決方法

問題：在運行Example12_4時，出現了剩下的水變多的狀況

解決：與同窗討論後得出結論，在程序執行「貓」時，水量減1，而後此時程序切換到「狗」，水量又減2，而後輸出「狗」中的剩水量7，而後又切換到「貓」，此時「貓」中的水量並無更新，要等到下一個while循環才更新，而後輸出剩水量9。後面的過程以此類推。

3、代碼託管

• 代碼託管