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并发编程基础

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第一章 Java 并发编程实践基础

第一章Java并发编程实践基础 ................................................................1

1.1 进程与线程...................................................................................................................2

1.1.1 进程...................................................................................................................2

1.1.2 线程...................................................................................................................6

1.2 创建多线程...................................................................................................................7

1.2.1 继承Thread创建线程 .......................................................................................8

1.2.2 实现Runnable接口创建线程............................................................................8

1.2.3 线程池...............................................................................................................9

1.3 线程的基本控制.........................................................................................................12

1.3.1 使用Sleep暂停执行........................................................................................13

1.3.2 使用join等待另外一个线程结束...................................................................13

1.3.3 使用中断(Interrupt)取消线程 ........................................................................15

1.3.4 使用Stop终止线程..........................................................................................18

1.3.5 结束程序的执行.............................................................................................19

1.4 并发编程实践简述.....................................................................................................19

参考文献：.............................................................................................................................20

为了提高计算机系统内各种资源的使用效率，现代计算机系统设计中普遍采用了多道程

序技术。与单道程序相比，多道程序的工作环境发生了很大变化，主要表现在下列两个方面：

（1）资源共享

资源共享指的是系统中的软、硬件资源不再为单个用户程序独占，而由几道用户程序共

同使用。于是，这些资源的状态就不再取决于一道程序，而是由多道程序的活动所决定。这

就从根本上打破了了一道程序封闭于一个系统中运行的局面。

（2）程序的并发运行

系统中各个部分不再以单纯的串行方式工作。换言之，在任一时刻系统中不再只有一个

活动，而是存在着许多并行的活动。从硬件方面看，处理机、各种外设、存储部件常常并行

地进行着工作。从程序方面看，则可能有若干个作业程序或者同时、或者互相穿插在系统中

并行运行。这时，机器不再是简单地顺序执行一道程序。也就是说，一道程序的前一动作结

束后，系统不一定立即执行其后续操作，而可能转而执行其它程序的某一操作。对于程序中

可以执行的操作也可能不需要等待另一操作结束，系统就开始执行它们。这样也就打破了程

序执行的顺序性。同时，多个程序活动可能是在不同的数据集上执行同一个程序，所以程序

以及机器执行程序的活动不再有严格的一一对应关系。

1.1.1.2 进程与并发

1. 进程的引入

在多道程序工作环境下，一个程序活动不再能独占系统资源，因此也就不再能单独决定

这些资源的状态；程序和机器执行程序的活动之间也不再有一一对应关系。总之，程序活动

不再处于一个封闭的系统中，而是和其它程序活动之间存在着相互依赖和制约的关系，因而

呈现出并发、动态以及相互制约这些新的特征。在这种情况下，程序这个静态的概念已经不

能如实地反映程序活动的这些特征。为此，六十年代中期 MULTICS 操作系统的设计者和

E.W.Dijkstra 为首的 T.H.E 操作系统的设计者开始广泛应用进程(process)这一新的概念来描

述系统和用户的程序活动。

“进程”是操作系统的最基本的，也是最重要的概念之一。这个概念对于操作系统的理

解、描述和设计都具有极其重要的意义。但是迄今为止对这一概念还没有一个确切统一的描

述。有人称进程是可以并行运动的计算部分(S.E.Madnick,J.J.Donovan);有人称进程是一个程

序与其数据一道在计算机上顺序执行时所产生的活动(A.C.Shaw);有人从调度组织角度出

发，称进程是一个独立的可以调度的活动(Ellis.Cohen,DavidJofferson);有人则从资源共享和竞

争方面观察，认为进程是一个抽象的实体，当它执行一个任务时将要求分配和释放各种资源

(Peterdenning)。这些描述都注意到了进程的动态性质，但侧重面不同。为了突出进程和程序

两个概念的区别和联系，我们对进程作如下描述：进程是一种活动，它是由一个动作系列组

成，每个动作是在某个数据集上执行一段程序，整个活动的结果是提供一种系统或用户功能。

2. 进程与程序的区别

我们再为进程和程序之间的区别和联系作以下几点说明。

1）进程是程序的一次运行活动，属于一种动态的概念。程序是一组有序的静态指令，

是一种静态的概念。但是，进程离开了程序也就没有了存在的意义。因此，我们可以这样说：

进程是执行程序的动态过程，而程序是进程运行的静态文本。如果我们把一部动画片的电影

拷贝比拟成一个程序，那么这部动画片的一次放映过程就可比为一个进程。

2）一个进程可以执行一个或多个程序。例如：一个进程进行 C 源程序编译时，它要执

行前处理、词法语法分析、代码生成和优化等几个程序。反之，同一程序也可能由多个进程

同时执行，例如：上述 C 编译程序可能同时被几个程序执行，它们对相同或不同的源程序

分别进行编译，各自产生目标程序。我们再次以动画片及其放映活动为例，一次电影放映活

动可以连续放映几部动画片，这相当于一个进程可以执行几个程序。反之，一部动画片可以

同时在若干家电影院中放映，这相当于多个进程可以执行几个同一程序。不过要注意的是，

几家电影院放映同一部电影，如果使用的是同一份拷贝，那么实际上是交叉进行的。但在多

处理机情况下，几个进程却完全可以同时使用一个程序副本。

3）程序可以作为一种软件资源长期保持着，而进程则是一次执行过程，它是暂时的，

是动态地产生和终止的。这相当于电影拷贝可以长期保存，而一次放映活动却只延续 1～2

小时。

进程需要使用一种机构才能执行程序，这种机构称之为处理机(Processor)。处理机执行

指令，根据指令的性质，处理机可以单独用硬件或软、硬件结合起来构成。如果指令是机器

指令，那么处理机就是我们一般所说的中央处理机(CPU)。

3. 进程的并发性和不确定性

并发性：并发可以看成是在系统中同时有几个进程在活动着，也就是同时存在几个程序

的执行过程。如果进程数与处理机数相同，则每个进程都占用一个处理机。但更一般的情况

是是处理机数少于进程数，于是处理机就应被共享，在进程间进行切换使用。如果相邻两次

切换的时间间隔非常短，而观察时间又相当长，那么各个进程都在前进，造成一种宏观上并

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