Java多线程编程实战精要(1)

在 Java 程序中使用多线程要比在 C 或 C++ 中容易得多，这是因为Java 编程语言提供了语言级的支持。

为什么会排队等待?

下面的这个简单的 Java 程序完成四项不相关的任务。这样的程序有单个控制线程，控制在这四个任务之间线性地移动。此外，因为所需的资源 ? 打印机、磁盘、数据库和显示屏 -- 由于硬件和软件的限制都有内在的潜伏时间，所以每项任务都包含明显的等待时间。因此，程序在访问数据库之前必须等待打印机完成打印文件的任务，等等。如果您正在等待程序的完成，则这是对计算资源和您的时间的一种拙劣使用。改进此程序的一种方法是使它成为多线程的。

四项不相关的任务

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

在本例中，每项任务在开始之前必须等待前一项任务完成，即使所涉及的任务毫不相关也是这样。但是，在现实生活中，我们经常使用多线程模型。我们在处理某些任务的同时也可以让孩子、配偶和父母完成别的任务。例如，我在写信的同时可能打发我的儿子去邮局买邮票。用软件术语来说，这称为多个控制(或执行)线程。

可以用两种不同的方法来获得多个控制线程：

多个进程

在大多数操作系统中都可以创建多个进程。当一个程序启动时，它可以为即将开始的每项任务创建一个进程，并允许它们同时运行。当一个程序因等待网络访问或用户输入而被阻塞时，另一个程序还可以运行，这样就增加了资源利用率。但是，按照这种方式创建每个进程要付出一定的代价：设置一个进程要占用相当一部分处理器时间和内存资源。而且，大多数操作系统不允许进程访问其他进程的内存空间。因此，进程间的通信很不方便，并且也不会将它自己提供给容易的编程模型。

线程

线程也称为轻型进程 (LWP)。因为线程只能在单个进程的作用域内活动，所以创建线程比创建进程要廉价得多。这样，因为线程允许协作和数据交换，并且在计算资源方面非常廉价，所以线程比进程更可取。线程需要操作系统的支持，因此不是所有的机器都提供线程。Java 编程语言，作为相当新的一种语言，已将Java多线程编程支持与语言本身合为一体，这样就对线程提供了强健的支持。

使用Java 编程语言实现线程

Java编程语言使多线程如此简单有效，以致于某些程序员说它实际上是自然的。尽管在 Java 中使用线程比在其他语言中要容易得多，仍然有一些概念需要掌握。要记住的一件重要的事情是 main() 函数也是一个线程，并可用来做有用的工作。程序员只有在需要多个线程时才需要创建新的线程。

Thread 类

Thread 类是一个具体的类，即不是抽象类，该类封装了线程的行为。要创建一个线程，程序员必须创建一个从 Thread 类导出的新类。程序员必须覆盖 Thread 的 run() 函数来完成有用的工作。用户并不直接调用此函数;而是必须调用 Thread 的 start() 函数，该函数再调用 run()。下面的代码说明了它的用法：

创建两个新线程

 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);   
    }   
   }   
}   s
tatic 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，我们可以看到一个简单的程序，它按两个不同的时间间隔(1 秒和 3 秒)在屏幕上显示当前时间。这是通过创建两个新线程来完成的，包括 main() 共三个线程。但是，因为有时要作为线程运行的类可能已经是某个类层次的一部分，所以就不能再按这种机制创建线程。虽然在同一个类中可以实现任意数量的接口，但 Java 编程语言只允许一个类有一个父类。同时，某些程序员避免从 Thread 类导出，因为它强加了类层次。对于这种情况，就要 runnable 接口。

Runnable 接口

此接口只有一个函数，run()，此函数必须由实现了此接口的类实现。但是，就运行这个类而论，其语义与前一个示例稍有不同。我们可以用 runnable 接口改写前一个示例。(不同的部分用黑体表示。)

创建两个新线程而不强加类层次

 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();   
}   
}