java编程线程

第7章 多线程机制

多线程技术是Java语言一个重要的特点。传统的程序设计语言的程序同一时刻只能

单任务操作，效率非常低，除了能够确保程序高效的运行之外，当程序需要同时做几件事

时，这个功能非常有用。如从服务器接收多个数据，接收完之后才能进行后继的操作。

随着Internet的迅速发展，人们越来越希望程序能展现优异的性能。应Internet技术而生

的Java语言解决了这个问题。在一个Java程序中，我们可以同时并行运行多个相对独立

的线程，如：在一个多线程程序中，可以分配一个线程来读取数据，让另一个线程来处理

数据，而让第三个线程把数据输送到图形卡上去。这三个线程可以并行运行,这样一来，

务对应一个进程。

但微观上并不上CPU在同时执行这些程序，CPU只是将时间切割为时间片，然后将时

间片分配给这些程序，获得时间片的程序开始执行，不等执行完毕，下个程序又获得时间

片开始执行，这样多个程序轮流执行一段时间，由于现在CPU的时间片非常小，所以从宏

观来看，给人的感觉就像是多个程序在同时执行一样。

7.1.2 应用程序与进程

程序是一段静态的代码，是对数据描述与操作的代码的集合，是应用软件执行的蓝本

进程（Process）是多用户、多任务操作系统环境下用于表示应用程序在内存环境中基本

执行单元的概念，是一个动态的概念。

从用户角度来看，进程是应用程序的一个执行过程。从操作系统核心角度来看，进程

系统资源，每一个进程的内部数据和状态都是完全独立的。因此创建并执行一个进程的系

统开销是比较大的，所以如果能够将一个进程划分成更小的运行单位，一些彼此相对独立

的代码段可以共享一块内存空间和一组系统资源，可以同时运行，从而不仅可以提高执行

效率，而且系统的开销也比较小，而且对于程序来说无论大小，都或多或少的有独立于其

它段的代码段，这些独立的代码段就可以作为线程存在。进程和线程如图7-1所示。

图7-1线程和进程

线程是比进程更小的运行单位，线程与进程相似，是一段完成某个特定功能的代码，

是程序中单个顺序的流控制；同进程一样，一个线程也有从创建，运行到消亡的过程，称

为线程的生命周期。一个进程可以产生多个线程，多线程则指的是在单个程序中可以同时

运行多个不同的线程,执行不同的任务。

地址空间的变化等问题；线程切换时，由于同不进程内的线程共享资源和地址空间，将不

涉及资源信息的保存和地址变化问题，从而减少了操作系统的开销时间，而且，进程的调

度与切换都是由操作系统内核完成，而线程则既可由操作系统内核完成，也可由用户程序

进行，所以系统在产生一个线程，或者在各个线程之间切换时，负担要比进程小的多，正

因如此，线程也被称为轻负荷进程(light-weight process)。

7.2.1 线程的状态

同进程一样，一个线程也有从创建，运行到消亡的过程，称为线程的生命周期。线

程的状态表明线程处在生命周期的哪个阶段，表示线程正在进行的活动以及在此时间段内

线程使用start()方法启动后，系统为该线程分配了除CPU外的所需资源，进入线程队

列排队等待CPU服务，该线程处于可运行状态(Runnable)，但实际上并没有运行。

3. 运行中状态

Java运行系统通过调度选中一个Runnable的线程，使其占有CPU并转为运行中状态

(Running)。此时，系统真正执行线程的run()方法。

4. 阻塞状态

一个正在运行的线程因某种原因不能继续运行时，进入阻塞状态(Blocked)，也称为

不可运行状态。阻塞时它不能进入等待队列，只有当引起阻塞的原因被消除时，线程才可

以转入可运行状态，重新进到线程队列中排队等待CPU资源。

当以下事件发生时,线程进入不可运行状态。

完成了它的全部工作，即执行完了run()方法的最后一个语句并退出，另一个是线程被强

制性地终止。

处于死亡状态的线程会退出等待队列，引起线程强制性的终止的方法有stop（）和系

统的exit（）。

图7-2 状态转换图

从上述图中可以看出线程状态之间的转换，线程创建了之后，由start方法启动后线程

才进入可执行状态，排队等待CPU服务从而进入运行状态，线程运行过程中由于某种原因

过java.lang.Runnable接口。不管是使用哪种方法创建线程，都必须实现run方法。因

为执行一个线程实际上就是执行run方法里的代码。我把run方法称为该线程的线程体。

Thread类封装了线程的行为，因此要创建一个线程，可以创建一个从Thread类扩

展出的新类。由于在Thread类中方法run()没有提供任何的操作，所以在创建线程时用户

必须覆盖方法run()来完成有用的工作。其声明格式如下：

public class Thread extends Object implements Runnable

 public Thread(String name)

 public Thread(Runnable target)

 public Thread(Runnable target,String name)

构造函数来指定线程属的线程组，若没有指定，则线程缺省地隶属于名为system的系统

线程组。

在Java中，除了预建的系统线程组外，所有线程组都必须显式创建。除系统线程组

外的每个线程组又隶属于另一个线程组，可以在创建线程组时指定其所隶属的线程组，若

没有指定，则缺省地隶属于系统线程组。这样，所有线程组组成了一棵以系统线程组为根

的树。

TreadGroup类可以用来管理一组线程，如可以控制线程组中的所有线程同时进行操

作，也可以通过调用线程组的相应方法来设置其中所有线程的优先级，也可以启动或阻塞

其中的所有线程。线程组另一个重要作用是线程安全。如线程组机制允许通过分组来区分

有不同安全特性的线程，对不同组的线程进行不同的处理。ThreadGroup 类提供了大量

 public static int activeCount() //返回当前线程组中活动线程的个数

 public static int enumerate(Thread[] tarray) //将当前线程组中的活动线程拷贝到

tarray数组中，包括字线程

3．Thread类一些常用的实例方法

 public final String getName() //返回线程名

 public final void setName(String name) //设置线程的名字为name

 public void start() //启动已创建的线程对象

 public final boolean isAlive() //返回线程是否启动的状态

 public final ThreadGroup getThreadGroup() //返回当前线程所属的线程组名

 public String toString() //返回线程的字符串信息，包括名字、优先级和线程组