Java 程序中的多線程原理及用法

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　　為什么會排隊等待？

　　下面的這個簡單的 Java 程序完成四項不相關的任務。這樣的程序有單個控制線程，控制在這四個任務之間線性地移動。此外，因為所需的資源 — 打印機、磁盤、數據庫和顯示屏 -- 由于硬件和軟件的限制都有內在的潛伏時間，所以每項任務都包含明顯的等待時間。因此，程序在訪問數據庫之前必須等待打印機完成打印文件的任務，等等。如果您正在等待程序的完成，則這是對計算資源和您的時間的一種拙劣使用。改進此程序的一種方法是使它成為多線程的。

　　四項不相關的任務

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

　　在本例中，每項任務在開始之前必須等待前一項任務完成，即使所涉及的任務毫不相關也是這樣。但是，在現實生活中，我們經常使用多線程模型。我們在處理某些任務的同時也可以讓孩子、配偶和父母完成別的任務。例如，我在寫信的同時可能打發我的兒子去郵局買郵票。用軟件術語來說，這稱為多個控制（或執行）線程。

　　可以用兩種不同的方法來獲得多個控制線程：

　　☆ 多個進程
　　在大多數操作系統中都可以創建多個進程。當一個程序啟動時，它可以為即將開始的每項任務創建一個進程，并允許它們同時運行。當一個程序因等待網絡訪問或用戶輸入而被阻塞時，另一個程序還可以運行，這樣就增加了資源利用率。但是，按照這種方式創建每個進程要付出一定的代價：設置一個進程要占用相當一部分處理器時間和內存資源。而且，大多數操作系統不允許進程訪問其他進程的內存空間。因此，進程間的通信很不方便，并且也不會將它自己提供給容易的編程模型。

　　☆ 線程
　　線程也稱為輕型進程 (LWP)。因為線程只能在單個進程的作用域內活動，所以創建線程比創建進程要廉價得多。這樣，因為線程允許協作和數據交換，并且在計算資源方面非常廉價，所以線程比進程更可取。線程需要操作系統的支持，因此不是所有的機器都提供線程。Java 編程語言，作為相當新的一種語言，已將線程支持與語言本身合為一體，這樣就對線程提供了強健的支持。

　　使用 Java 編程語言實現線程

　　Java 編程語言使多線程如此簡單有效，以致于某些程序員說它實際上是自然的。盡管在 Java 中使用線程比在其他語言中要容易得多，仍然有一些概念需要掌握。要記住的一件重要的事情是 main() 函數也是一個線程，并可用來做有用的工作。程序員只有在需要多個線程時才需要創建新的線程。

　　Thread 類
　　Thread 類是一個具體的類，即不是抽象類，該類封裝了線程的行為。要創建一個線程，程序員必須創建一個從 Thread 類導出的新類。程序員必須覆蓋 Thread 的 run() 函數來完成有用的工作。用戶并不直接調用此函數；而是必須調用 Thread 的 start() 函數，該函數再調用 run()。下面的代碼說明了它的用法：

　　創建兩個新線程

　　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);
　　 }
　　 }
　　 }

　　 static 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，我們可以看到一個簡單的程序，它按兩個不同的時間間隔（1 秒和 3 秒）在屏幕上顯示當前時間。這是通過創建兩個新線程來完成的，包括 main() 共三個線程。但是，因為有時要作為線程運行的類可能已經是某個類層次的一部分，所以就不能再按這種機制創建線程。雖然在同一個類中可以實現任意數量的接口，但 Java 編程語言只允許一個類有一個父類。同時，某些程序員避免從 Thread 類導出，因為它強加了類層次。對于這種情況，就要 runnable 接口。

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