JAVA 26Java线程(下)

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,Java,线程（下）,线程的,join(),方法,多线程编程,多线程共享数据,线程之间的通信,线程的,join,方法,Thread API,包含了等待另一个线程完成的方法：,join(),方法。当调用,Thread.join(),时，调用线程将阻塞，直到被,join,方法加入的目标线程完成为止。,Thread.join(),通常由使用线程的程序调用，以将大问题划分成许多小问题，每个小问题分配一个线程。当所有的小问题都得到处理后，再调用主线程来进一步操作。,join,方法例子（示例,12-6,）,JoinThread,r = new,JoinThread,();,Thread t = new Thread(r);,t.start();,try,t.join();,catch(InterruptedException,e),多线程,多线程编程,多个线程来自同一个,Runnable,实例,多个线程使用同样的数据和代码,例子：,Thread t1 = new Thread(object1);,Thread t2 = new Thread(object1);,多线程例子（示例,12-7,）, ,RunningObject,ro,= new,RunningObject,();,Thread t1 = new Thread(ro,1st);,Thread t2 = new Thread(ro,2nd);,t1.start();,t2.start();, ,多线程共享数据时的问题,经典的银行取款问题,有一个银行账户，还有余额,1100,元，现在,A,通过银行卡从中取,1000,元，而同时另外一个人,B,通过存折也从这个账户中取,1000,元。取钱之前，要首先进行判断：如果账户中的余额大于要取的金额，则可以执行取款操作，否则，将拒绝取款。,我们假定有两个线程来分别从银行卡和存折进行取款操作，当,A,线程执行完判断语句后，获得了当前账户中的余额数（,1000,元），因为余额大于取款金额，所以准备执行取钱操作（从账户中减去,1000,元），但此时它被线程,B,打断，然后，线程,B,根据余额，从中取出,1000,元，然后，将账户里面的余额减去,1000,元，然后，返回执行线程,A,的动作，这个线程将从上次中断的地方开始执行：也就是说，它将不再判断账户中的余额，而是直接将上次中断之前获得的余额减去,1000,。此时，经过两次的取款操作，账户中的余额为,100,元，从账面上来看，银行支出了,1000,元，但实际上，银行支出了,2000,元。,共享数据出错例子,堆栈是这样的数据结构：它是一个用于存放数据的队列，最先进入的元素最后一个被释放（后进先出）。用,push(),方法可以把一个元素添加到堆栈顶（称为,压栈,），用不指定索引的,pop(),方法可以把一个元素从堆栈顶释放出来（称为,出栈,或,弹栈,）,出栈,压栈,共享数据出错例子（,con.,）,以,一个数组来模拟堆栈（,Stack,）,的操作：一个方法向堆栈里压（,push in,）,数据，一个方法向外弹出（,pop out,）,数据，下面是一个用,int,类型的数组来模拟的堆栈：,public interface,StackInterface,public void,push(int,n);,public,int,pop();,共享数据出错例子（示例,12-8,）,public class,UnsafeStack,implements,StackInterface,private,int,top = 0;,private,int, values = new int10;,public void,push(int,n) ,valuestop = n;/1,System.out.println,(,压入数字,+n+,步骤,1,完成,);,top+;/2,System.out.println,(,压入数字完成,);,public,int, pop() ,System.out.print(,弹出,);,top-;/3,int, test = valuestop,top;/4,return test;,共享数据出错例子,（,con.,）,public class,TestUnsafeStack,public static void main(String,args,),UnsafeStack,s = new,UnsafeStack,();,s.push(1);/5,s.push(2);/6,PushThread,r1 = new,PushThread(s,);,PopThread,r2 = new,PopThread(s,);,Thread t1 = new Thread(r1);,Thread t2 = new Thread(r2);,t1.start();/7,t2.start();/8,共享数据出错例子（,con.,）,语句,5,：,1 /top=1,语句,6,：,12 /top=2,语句,7,：启动压栈（,push,）,线程,t1,语句,8,：启动出栈（,pop,）,线程,t2,语句,1,：,1215 /top=2,语句,2,：,1215 /top=3,语句,3,：,1215 /top=2,语句,4,：,12 /top=2,共享数据出错例子（,con.,）,语句,5,：,1 /top=1,语句,6,：,12 /top=2,语句,7,：启动压栈（,push,）,线程,t1,语句,8,：启动出栈（,pop,）,线程,t2,语句,1,：,1215 /top=2,语句,3,：,1215 /top=1,语句,4,：,115 /top=1,语句,2,：,115 /top=2,互斥锁,在,Java,语言中，引入了对象互斥锁（,mutual exclusive lock,，,也简称为对象锁）的概念，来保证共享数据操作的完整性：,每个对象都对应于一个可称为“互斥锁”的标记，这个标记用来保证在任一时刻，只能有一个线程访问该对象。,关键字,synchronized,来与对象的互斥锁联系。当某个对象用,synchronized,修饰时，表明该对象在任一时刻只能由一个线程访问。,关键字,synchronized,在,Java,中的两种使用,synchronized,的方式：,放在方法前面，这样，调用该方法的线程均将获得对象的锁。,放在代码块前面，它也有两种形式：,synchronized (this) ,或,synchronized ,：,代码块中的代码将获得当前对象引用的锁,synchronized(otherObj,) ,：,代码块中的代码将获得指定对象引用的锁,释放锁,如果一个线程一直占用一个对象的锁，则其他的线程将永远无法访问该对象，因此，需要在适当的时候，将对象锁归还。,当线程执行到,synchronized(),块结束时，释放对象锁。,当在,synchronized(),块中遇到,break, return,或抛出,exception,，,则自动释放对象锁。,当一个线程调用,wait(),方法时，它放弃拥有的对象锁并进入等待队列。,synchronized,例子（示例,12-8,）,public void,push(int,n) ,synchronized(this),valuestop = n;,System.out.println,(,压入数字,+n+,步骤,1,完成,);,top+;,System.out.println,(,压入数字完成,);,public,int, pop(),synchronized(this),System.out.print(,弹出,);,top-;,int, test = valuestop,top;,return test;,死锁,是指两个线程，都相互等待对方释放,lock,是不可测知或避开的,应采取措施避免死锁的出现,对象的,wait(),、,notify(),和,notifyAll,(),方法,Object,类定义了,wait(),、,notify(),和,notifyAll,(),方法。可以让线程相互通知事件的发生。要执行这些方法，必须拥有相关对象的锁。,wait(),会让调用线程休眠，直到用,Thread.interrupt(),中断它、过了指定的时间、或者另一个线程用,notify(),或,notifyAll,(),唤醒它。,当对某个对象调用,notify(),时，如果有任何线程正在通过,wait(),等待该对象，那么就会唤醒其中一个线程。当对某个对象调用,notifyAll,(),时，会唤醒所有正在等待该对象的线程。,实现了线程通信的堆栈类（示例,12-9,）,public void push(,int,n) ,synchronized(this) ,while(,dataAvailable,) /1,try ,wait();,catch(,InterruptedException,e) /,忽略,/2,valuestop = n;,System.out.,println,(,压入数字,+,n+,步骤,1,完成,);,top+;,dataAvailable,= true;,notifyAll,();,System.out.,println,(,压入数字完成,);,实现了线程间通信的堆栈类（,con.,）,public,int, pop() ,synchronized(this) ,while(!,dataAvailable,) /3,try ,wait();,catch(,InterruptedException,e) /,忽略,/4,System.out.print(,弹出,);,top-;,int, test = valuestop,top;,dataAvailable,= false;,notifyAll,();,return test;,避免无谓的同步方法,因为同步会降低程序的执行效率，所以应该避免无谓的同步,通过所谓的,Fine-Grained,锁的机制，可以避免这种情况,多线程编程一般规则,如果两个或两个以上的线程都修改一个对象，那么把执行修改的方法定义为被同步的，如果对象更新影响到只读方法，那么只读方法也要定义成同步的。,不要滥用同步。如果在一个对象内的不同的方法访问的不是同一个数据，就不要将方法设置为,synchronized,的。,如果一个线程必须等待一个对象状态发生变化，那么他应该在对象内部等待，而不是在外部。他可以通过调用一个被同步的方法，并让这个方法调用,wait(),。,每当一个方法返回某个对象的锁时，它应当调用,notifyAll,(),来让等待队列中的其他线程有机会执行。,记住,wait(),和,notify()/,notifyAll,(),是,Object,类方法，而不是,Thread,类的方法。仔细查看每次调用,wait(),方法，都有相应的,notify()/,notifyAll,(),方法，且它们均作用于同一个对象。,多线程编程一般规则（,con.,）,针对,wait(),、,notify()/,notifyAll,(),使用旋锁（,spin lock,）；,优先使用,notifyAll,(),而不是,notify(),；,按照固定的顺序获得多个对象锁，以避免死锁；,不要对上锁的对象改变它的引用；,不要滥用同步机制，避免无谓的同步控制。,小结,线程的概念模型,线程的创建和启动,线程的状态控制,多线程,对象锁和死锁,线程的互斥和同步,wait(),、,notify()/,notifyAll,(),多线程编程的一般规则,