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范例解說Java里的線程概念與線程同步技術(shù) - JAVA專欄

 汲取者 2010-05-06

本文以通俗易懂的范例入手，由淺入深的全面介紹了Java里的線程概念與線程同步技術(shù)。

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線程 是一段完成某個(gè)特定功能的代碼，程序中的執(zhí)行線程。Java 虛擬機(jī)允許應(yīng)用程序并發(fā)地運(yùn)行多個(gè)執(zhí)行線程。
每個(gè)線程都有一個(gè)優(yōu)先級，高優(yōu)先級線程的執(zhí)行優(yōu)先于低優(yōu)先級線程。
進(jìn)程不同的是，由同名類生成的多個(gè)線程共享相同的內(nèi)存空間和系統(tǒng)資源。

線程與進(jìn)程的區(qū)別：
一個(gè)線程是一個(gè)程序內(nèi)部的順序控制流。
1. 進(jìn)程：每個(gè)進(jìn)程都有獨(dú)立的代碼和數(shù)據(jù)空間（進(jìn)程上下文） ，進(jìn)程切換的開銷大。線程：同一類線程共享代碼和數(shù)據(jù)空間，每個(gè)線程有獨(dú)立的運(yùn)行棧和程序計(jì)數(shù)器（PC），線程切換的開銷小。
2. 一個(gè)進(jìn)程中可以包含多個(gè)線程。

本文將介紹以下線程方面的知識：
1，線程的創(chuàng)建
2，線程的狀態(tài)
3，線程同步
4，線程組

理解線程的最有效的方法是通過實(shí)例來理解。下面我們將通過 售貨員售書 為例，由淺入深地介紹線程的創(chuàng)建，通信，鎖機(jī)制等概念。

售貨員售書
我們 假設(shè)一下售貨員售書的操作流程：
1，我們假設(shè)有20本書，交給2個(gè)售貨員去賣。
2，售貨員可以賣掉任何一本尚未賣出去的書。換句話說，同 一本書若被其中一位售出去了，則不能被另外一位再售出了。

清單1：
文件名 說明
Book.java 書籍類
SellBookRunnable.java 售書類，線程的創(chuàng)建方法之一，該類實(shí)現(xiàn)了Runnable 接口，并實(shí)現(xiàn)了 run 方法。
SellBookThread.java 售書類，線程的創(chuàng)建方法之一，該類聲明為 Thread 的子類，并重寫 Thread 類的 run 方法。
CallSellBook.java 調(diào)用類。該類分別介紹了2種不同線程創(chuàng)建的調(diào)用方法。

Book.java
  1. public class Book {  
  2.     private String name;  
  3.     private boolean sold = false;  
  4.   
  5.     public Book(String name) {  
  6.         this.name = name;  
  7.     }  
  8.     public String getName() {  
  9.         return name;  
  10.     }  
  11.   
  12.     public void setName(String name) {  
  13.         this.name = name;  
  14.     }  
  15.   
  16.     public boolean isSold() {  
  17.         return sold;  
  18.     }  
  19.   
  20.     public void setSold(boolean sold) {  
  21.         this.sold = sold;  
  22.     }  
  23. }  



SellBookRunnable.java

  1. import java.util.List;  
  2.   
  3. public class SellBookRunnable implements Runnable {  
  4.     private String saleMan;  
  5.     private List<Book> bookList;  
  6.   
  7.     public SellBookRunnable(String saleMan, List<Book> bookList) {  
  8.         this.saleMan = saleMan;  
  9.         this.bookList = bookList;  
  10.     }  
  11.   
  12.     public void run() {  
  13.         for (int i = 0; i < bookList.size(); i++) {  
  14.             Book book = bookList.get(i);  
  15.             sellBook(book);  
  16.         }  
  17.     }  
  18.   
  19.     /** 
  20.      * 售貨員賣書。我們這樣描述售貨員的賣書過程。 
  21.      *  
  22.      * @param book Book 
  23.      */  
  24.     private void sellBook(Book book) {  
  25.         //從開始售書-到售書完成，使用 synchronized (book)保證book不被其他售貨員售出  
  26.         synchronized (book) {  
  27.             if (book.isSold()) {  
  28.                 return;  
  29.             } else {  
  30.                 try {  
  31.                     //為了讓各線程有執(zhí)行 機(jī)會，設(shè)置平均售書時(shí)間為0.5秒  
  32.                     Thread.sleep(500);  
  33.                 } catch (Exception e) {  
  34.                 }  
  35.                   
  36.                 //設(shè)置已售標(biāo)志  
  37.                 book.setSold(true);  
  38.                 //打印該書已售信息  
  39.                 System.out.println("[" + saleMan + "]" + book.getName() + " sold out:"  
  40.                         + book.isSold() + ". by "  
  41.                         + Thread.currentThread().getName());  
  42.   
  43.             }  
  44.         }  
  45.     }  
  46. }  



SellBookThread.java

  1. import java.util.List;  
  2.   
  3. public class SellBookThread extends Thread {  
  4.     private String saleMan;  
  5.     private List<Book> bookList;  
  6.   
  7.     public SellBookThread(String saleMan, List<Book> bookList) {  
  8.         this.saleMan = saleMan;  
  9.         this.bookList = bookList;  
  10.     }  
  11.   
  12.     public void run() {  
  13.         for (int i = 0; i < bookList.size(); i++) {  
  14.             Book book = bookList.get(i);  
  15.             sellBook(book);  
  16.         }  
  17.     }  
  18.   
  19.     /** 
  20.      * 售貨員賣書。我們這樣描述售貨員的賣書過程。 
  21.      *  
  22.      * @param book Book 
  23.      */  
  24.     private void sellBook(Book book) {  
  25.         //從開始售書-到售書完成，使用 synchronized (book)保證book不被其他售貨員售出  
  26.         synchronized (book) {  
  27.             if (book.isSold()) {  
  28.                 return;  
  29.             } else {  
  30.                 try {  
  31.                     //為了讓各線程有執(zhí)行 機(jī)會，設(shè)置平均售書時(shí)間為0.5秒  
  32.                     Thread.sleep(500);  
  33.                 } catch (Exception e) {  
  34.                 }  
  35.                   
  36.                 //設(shè)置已售標(biāo)志  
  37.                 book.setSold(true);  
  38.                 //打印該書已售信息  
  39.                 System.out.println("[" + saleMan + "]" + book.getName() + " sold out:"  
  40.                         + book.isSold() + ". by "  
  41.                         + Thread.currentThread().getName());  
  42.   
  43.             }  
  44.         }  
  45.     }  
  46. }  



CallSellBook.java

  1. import java.util.ArrayList;  
  2. import java.util.List;  
  3.   
  4. //該類調(diào)用SellBookXxx類  
  5. public class CallSellBook {  
  6.   
  7.     /** 
  8.      * 用線程模擬這個(gè)售書的過程 
  9.      */  
  10.     public static void main(String[] args) {  
  11.         //方法1：  
  12.         callSellBookThread();  
  13.   
  14.         //or  
  15.           
  16.         //方法2：  
  17.         //callSellBookRunnable();  
  18.     }  
  19.       
  20.     //調(diào)用SellBookRunnable（Runnable接 口實(shí)現(xiàn)類）模擬售書過程  
  21.     public static void callSellBookThread() {  
  22.         List <Book>bookList = getBookListForSale();  
  23.           
  24.         //將預(yù)售書籍清單交給售貨員SaleMan1  
  25.         Thread t1 = new SellBookThread("SaleMan1", bookList);  
  26.         //將預(yù)售書籍清單交給售貨員SaleMan2  
  27.         Thread t2 = new SellBookThread("SaleMan2", bookList);  
  28.   
  29.         //售貨員SaleMan1開始售書  
  30.         t1.start();  
  31.         //售貨員SaleMan2開始售書  
  32.         t2.start();  
  33.     }  
  34.       
  35.       
  36.     //調(diào)用SellBookRunnable（Runnable接 口實(shí)現(xiàn)類）模擬售書過程  
  37.     public static void callSellBookRunnable() {  
  38.         List <Book>bookList = getBookListForSale();  
  39.           
  40.         //將預(yù)售書籍清單交給售貨員SaleMan1  
  41.         Thread t1 = new Thread(new SellBookRunnable("SaleMan1", bookList));  
  42.         //將預(yù)售書籍清單交給售貨員SaleMan2  
  43.         Thread t2 = new Thread(new SellBookRunnable("SaleMan2", bookList));  
  44.   
  45.         //售貨員SaleMan1開始售書  
  46.         t1.start();  
  47.         //售貨員SaleMan2開始售書  
  48.         t2.start();  
  49.     }  
  50.   
  51.     //準(zhǔn)備預(yù)售書籍  
  52.     public static List<Book> getBookListForSale() {  
  53.         List <Book>bookList = new ArrayList();  
  54.         for (int i = 0; i < 20; i++) {  
  55.             Book book = new Book("Book" + i);  
  56.             bookList.add(book);  
  57.         }  
  58.           
  59.         return bookList;  
  60.     }  
  61. }  


執(zhí)行CallSellBook
[SaleMan1]Book0 sold out:true. by Thread-0
[SaleMan2]Book1 sold out:true. by Thread-1
[SaleMan2]Book2 sold out:true. by Thread-1
[SaleMan2]Book3 sold out:true. by Thread-1
[SaleMan2]Book4 sold out:true. by Thread-1
[SaleMan2]Book5 sold out:true. by Thread-1
[SaleMan1]Book6 sold out:true. by Thread-0
[SaleMan1]Book7 sold out:true. by Thread-0
[SaleMan1]Book8 sold out:true. by Thread-0
[SaleMan1]Book9 sold out:true. by Thread-0
[SaleMan1]Book10 sold out:true. by Thread-0
[SaleMan1]Book11 sold out:true. by Thread-0
[SaleMan2]Book12 sold out:true. by Thread-1
[SaleMan2]Book13 sold out:true. by Thread-1
[SaleMan2]Book14 sold out:true. by Thread-1
[SaleMan2]Book15 sold out:true. by Thread-1
[SaleMan2]Book16 sold out:true. by Thread-1
[SaleMan2]Book17 sold out:true. by Thread-1
[SaleMan1]Book18 sold out:true. by Thread-0
[SaleMan1]Book19 sold out:true. by Thread-0

下一頁：線程的創(chuàng)建方法，線程狀態(tài)，線程同步等

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