java程序設(shè)計(jì)教學(xué)課件作者徐紅電子課件java程序設(shè)計(jì)教學(xué)課件作者徐紅電子課件kc090000022單元5任務(wù)3課件

1、任務(wù)三：飄動(dòng)字幕動(dòng)畫(huà)程序設(shè)計(jì),單元五：Java語(yǔ)言高級(jí)程序設(shè)計(jì),教學(xué)目標(biāo),知識(shí)目標(biāo)掌握線(xiàn)程的概念以及線(xiàn)程與進(jìn)程的區(qū)別；理解線(xiàn)程的狀態(tài)和生命周期；掌握Thread類(lèi)和Runnable接口的常用方法。,能力目標(biāo)運(yùn)用多線(xiàn)程的實(shí)現(xiàn)方法處理線(xiàn)程問(wèn)題；能會(huì)繼承Thread類(lèi)或?qū)崿F(xiàn)Runnable接口來(lái)完成多線(xiàn)程技術(shù)實(shí)現(xiàn)。,教學(xué)內(nèi)容,,,4,,,任務(wù)陳述,1,,,2,,,3,知識(shí)準(zhǔn)備,任務(wù)實(shí)施,任務(wù)拓展,,任務(wù)實(shí)訓(xùn),,5,任務(wù)描述：

2、 運(yùn)用Java多線(xiàn)程技術(shù)編寫(xiě)一個(gè)簡(jiǎn)單的動(dòng)畫(huà)，要求運(yùn)行程序時(shí)窗口會(huì)顯示一個(gè)飄動(dòng)的字幕，每隔1秒字幕會(huì)自動(dòng)改變顯示的位置，先自左向右移動(dòng)，到達(dá)窗口右邊界時(shí)，再改變?yōu)樽杂蚁蜃笠苿?dòng)。運(yùn)行結(jié)果：,1. 任務(wù)陳述,計(jì)算機(jī)用來(lái)模擬和解決人們現(xiàn)實(shí)生活中問(wèn)題，因此使用編程語(yǔ)言描述現(xiàn)實(shí)世界同樣需要串、并行共存。計(jì)算機(jī)中的并行處理即同時(shí)處理多個(gè)任務(wù)，一般叫“多任務(wù)”。多任務(wù)處理方式的優(yōu)點(diǎn)是充分利用CPU資源，提高效率。含有多個(gè)CPU的計(jì)算機(jī)可將不同任務(wù)分配

3、到不同CPU 實(shí)現(xiàn)并行處理；單CPU則靠快速切換任務(wù)來(lái)模擬并行處理，使系統(tǒng)的空轉(zhuǎn)時(shí)間最少。,2. 知識(shí)準(zhǔn)備,3.1 線(xiàn)程與進(jìn)程的概念和關(guān)系3.1.1 線(xiàn)程與進(jìn)程的概念程序（program）是為實(shí)現(xiàn)特定目標(biāo)或解決特定問(wèn)題而用計(jì)算機(jī)語(yǔ)言編寫(xiě)的命令序列的集合。進(jìn)程（Process）是程序關(guān)于某個(gè)數(shù)據(jù)集合上的一次運(yùn)行活動(dòng)，對(duì)應(yīng)了從代碼加載、執(zhí)行至執(zhí)行完畢的一個(gè)完整過(guò)程，是系統(tǒng)進(jìn)行資源分配和調(diào)度的一個(gè)獨(dú)立單位。線(xiàn)程（Thread）是進(jìn)程的

4、一個(gè)實(shí)體，CPU調(diào)度和分派的基本單位，是比進(jìn)程更小的能獨(dú)立運(yùn)行的基本單位。,2. 知識(shí)準(zhǔn)備,3.1.2 線(xiàn)程與進(jìn)程的關(guān)系一個(gè)線(xiàn)程只能屬于一個(gè)進(jìn)程，而一個(gè)進(jìn)程可以有多個(gè)線(xiàn)程，但至少有一個(gè)線(xiàn)程。操作系統(tǒng)把資源分配給進(jìn)程，而同一進(jìn)程的所有線(xiàn)程共享該進(jìn)程的所有資源。進(jìn)程和線(xiàn)程的關(guān)系可以比喻成：當(dāng)打開(kāi)Word（Office中的Word）程序，編寫(xiě)工作計(jì)劃.doc文件---打開(kāi)一個(gè)進(jìn)程而當(dāng)執(zhí)行這個(gè)文件的打印工作---調(diào)用了Word中的

5、一個(gè)線(xiàn)程線(xiàn)程是作為CPU調(diào)度和分配的基本單位，而進(jìn)程是擁有資源的基本單位。,2. 知識(shí)準(zhǔn)備,3.2 線(xiàn)程的生命周期 一個(gè)線(xiàn)程都要經(jīng)歷一個(gè)從出現(xiàn)到死亡的過(guò)程，我們把這個(gè)過(guò)程稱(chēng)之為生命周期。線(xiàn)程的生命周期包括4種狀態(tài)：New（新生）、Runnable（可運(yùn)行）、Blocked（被阻塞）和Dead（死亡）。,2. 知識(shí)準(zhǔn)備,3.2.1 新生狀態(tài)當(dāng)使用new操作符創(chuàng)建一個(gè)新的線(xiàn)程時(shí)，線(xiàn)程并不是馬上進(jìn)行運(yùn)行，此時(shí)線(xiàn)程處在新生（new

6、）狀態(tài)。3.2.2 可運(yùn)行狀態(tài)當(dāng)處于新生狀態(tài)的線(xiàn)程調(diào)用了start方法后，線(xiàn)程就開(kāi)啟了成為了可運(yùn)行（Runnable）了。3.2.3 被阻塞狀態(tài)當(dāng)線(xiàn)程在可運(yùn)行狀態(tài)下執(zhí)行了睡眠（sleep）、阻塞I/O操作、等待（wait）等操作后，線(xiàn)程就進(jìn)入了被阻塞狀態(tài)，另一個(gè)線(xiàn)程就可以被調(diào)度運(yùn)行了。3.2.4 死亡狀態(tài)線(xiàn)程在可運(yùn)行狀態(tài)下經(jīng)過(guò)一個(gè)正常的run方法結(jié)束完成自然死亡。再有就是可以使用stop方法來(lái)殺死一個(gè)線(xiàn)程，同時(shí)拋出一個(gè)Thr

7、eadDeath錯(cuò)誤對(duì)象。,2. 知識(shí)準(zhǔn)備,注意：Java規(guī)范中并沒(méi)有把運(yùn)行單獨(dú)作為一個(gè)狀態(tài)，因?yàn)榧词拐{(diào)用了start方法，是否接著運(yùn)行還要看CPU是否有空閑調(diào)用。,3.3 線(xiàn)程的創(chuàng)建3.3.1 Thread類(lèi)的簡(jiǎn)介 Thread類(lèi)是Java提供用來(lái)的創(chuàng)建線(xiàn)程的核心類(lèi)，存在于java.lang包中，它綜合了一個(gè)線(xiàn)程所需的屬性和方法，可以使用該類(lèi)進(jìn)行線(xiàn)程的創(chuàng)建、線(xiàn)程的常用操作以及設(shè)置線(xiàn)程優(yōu)先級(jí)等。 常用方法：

8、 構(gòu)造方法： public Thread()：創(chuàng)建一個(gè)新的線(xiàn)程對(duì)象。 public Thread(String name)：創(chuàng)建一個(gè)名字為name的新線(xiàn)程對(duì)象。 public Thread(Runnable target,String name)：在現(xiàn)有的target對(duì)象基礎(chǔ) 上創(chuàng)建一個(gè)名字為name的線(xiàn)程對(duì)象，新的對(duì)象實(shí)際上是把target作為

9、 了運(yùn)行對(duì)象。,2. 知識(shí)準(zhǔn)備,常用方法： public void start()：?jiǎn)?dòng)線(xiàn)程。如果能獲得CPU的使用權(quán)就會(huì)自動(dòng)執(zhí)行調(diào)用run()方法。 public void run()：這是Thread線(xiàn)程類(lèi)中最重要的方法，是線(xiàn)程執(zhí)行的起點(diǎn)，線(xiàn)程具體的操作都要編寫(xiě)在此方法中。 public static void sleep(long mills)：使正在運(yùn)行的線(xiàn)程休眠m

10、ills好秒后再運(yùn)行。 public final getPriority()：獲得線(xiàn)程的優(yōu)先級(jí)。 public final setPriority(int priority)：設(shè)置線(xiàn)程的優(yōu)先級(jí)。 public final boolean isAlive()：判斷線(xiàn)程是否在活動(dòng)，如果是返回true，否則返回false。,2. 知識(shí)準(zhǔn)備,3.3.2 Runnable接口Java不支持多

11、繼承。一旦一個(gè)類(lèi)繼承了Thread類(lèi)，就不能再繼承其他的類(lèi)。用戶(hù)若想讓其他類(lèi)支持多線(xiàn)程，那么這個(gè)類(lèi)還可以通過(guò)實(shí)現(xiàn)Runnable接口。Runnable接口位于java.lang包中，只提供了一個(gè)run()方法，該方法與Thread類(lèi)中run()方法作用一樣，線(xiàn)程執(zhí)行的具體操作都要寫(xiě)在此方法中。,2. 知識(shí)準(zhǔn)備,3.3.3 使用Thread類(lèi)創(chuàng)建線(xiàn)程創(chuàng)建步驟：首先編寫(xiě)的線(xiàn)程類(lèi)需要繼承Thread類(lèi)來(lái)實(shí)現(xiàn)多線(xiàn)程。其次設(shè)計(jì)Thread

12、的子類(lèi)，然后根據(jù)工作需要重新設(shè)計(jì)線(xiàn)程中的 run方法（方法的重寫(xiě)）。最后再使用start方法啟動(dòng)線(xiàn)程，將執(zhí)行權(quán)轉(zhuǎn)交給run()方法。【例5-1】下面示例演示使用Thread類(lèi)來(lái)創(chuàng)建線(xiàn)程并啟動(dòng)線(xiàn)程，然后要求在線(xiàn)程中進(jìn)行每隔1秒鐘打印一行數(shù)據(jù)。,2. 知識(shí)準(zhǔn)備,【注意】這個(gè)程序的運(yùn)行結(jié)果在不同機(jī)器上結(jié)果是不一樣的，到底什么時(shí)候使用線(xiàn)程1還是線(xiàn)程2是由操作系統(tǒng)的線(xiàn)程處理機(jī)制控制的。并且這個(gè)運(yùn)行不會(huì)結(jié)束，只有強(qiáng)行關(guān)掉應(yīng)用程序線(xiàn)程才會(huì)關(guān)閉

13、。因此注意在寫(xiě)run()方法時(shí)一定要在里面加入結(jié)束判斷語(yǔ)句，可以是有限次的循環(huán)，也可以是對(duì)某個(gè)界限的判斷。,public class ThreadEx extends Thread { //繼承Thread類(lèi) public ThreadEx(String name){//帶名字的構(gòu)造方法 super(name); } //重寫(xiě)run()方法，

14、編寫(xiě)代碼 public void run(){ System.out.println(this.getName()+” 打印信息”); try{ Thread.sleep(1000);//讓線(xiàn)程休眠1秒鐘，并拋出異常 }catch(Exception ex){

15、 ex.printStackTrace(); }}public class Main { public static void main(String args[]){ //創(chuàng)建線(xiàn)程對(duì)象 ThreadEx thread1=new ThreadEx(“線(xiàn)程1”); ThreadEx t

16、hread2=new ThreadEx(“線(xiàn)程2”); //啟動(dòng)線(xiàn)程 thread1.start(); thread2.start(); }},【例5-1】關(guān)鍵代碼,上面的例子沒(méi)有辦法預(yù)測(cè)是哪個(gè)線(xiàn)程先運(yùn)行是因?yàn)檫@兩個(gè)線(xiàn)程被CPU認(rèn)為是相同優(yōu)先級(jí)的線(xiàn)程。如要想使得線(xiàn)程之間可以有個(gè)預(yù)想的執(zhí)行順序那么可以通過(guò)setPriority(int

17、 priority)方法來(lái)設(shè)置線(xiàn)程的優(yōu)先級(jí)，優(yōu)先級(jí)的改變是可以影響CPU調(diào)用線(xiàn)程的順序。優(yōu)先級(jí)是一個(gè)1-10的數(shù)，默認(rèn)為5，Thread類(lèi)中包含了3個(gè)靜態(tài)常量：public static final int NORM_PRIORITY=5public static final int MIN_PRIORITY=1public static final int MAX_PRIORITY=10【例5-2】根據(jù)上例加入線(xiàn)程優(yōu)先級(jí)設(shè)置

18、，要求線(xiàn)程1的優(yōu)先級(jí)最高，線(xiàn)程2的優(yōu)先級(jí)最低。,2. 知識(shí)準(zhǔn)備,public class ThreadEx extends Thread { //繼承Thread類(lèi) public ThreadEx(String name,int priority){//帶名字的構(gòu)造方法 super(name); this.setPriority(priority);}public void run(){

19、 //與上例一樣}public class Main { public static void main(String args[]){ //創(chuàng)建線(xiàn)程對(duì)象，并設(shè)置優(yōu)先級(jí) ThreadEx thread1=new ThreadEx(“線(xiàn)程1”,Thread.MAX_PRIORITY); ThreadEx thread2=new ThreadEx(“線(xiàn)程2”, Thread.MIN_PRIORITY)

20、; //啟動(dòng)線(xiàn)程 thread1.start(); thread2.start(); }},【例5-2】關(guān)鍵代碼,3.3.4 使用Runnable接口創(chuàng)建線(xiàn)程創(chuàng)建步驟：首先線(xiàn)程類(lèi)需要實(shí)現(xiàn)Runnable接口；其次實(shí)現(xiàn)接口中的run()方法；然后創(chuàng)建一個(gè)線(xiàn)程對(duì)象，并將對(duì)象作為參數(shù)傳遞給Thread類(lèi)的構(gòu)造方法，從而生成一個(gè)Thread類(lèi)；最后調(diào)用start()方法啟動(dòng)線(xiàn)程?！纠?-3】下面示

21、例演示使用Runnable接口來(lái)創(chuàng)建線(xiàn)程并啟動(dòng)線(xiàn)程，然后要求在線(xiàn)程中進(jìn)行沒(méi)隔1秒鐘打印一行數(shù)據(jù)。,2. 知識(shí)準(zhǔn)備,public void run(){ System.out.println(name+” 打印信息”); try{ Thread.sleep(1000);//讓線(xiàn)程休眠1秒鐘，并拋出異常 }catch(Exception ex){ ex.printStackTrace();

22、}}public static void main(String args[]){ //創(chuàng)建線(xiàn)程目標(biāo)對(duì)象 RunnableEx re1=new RunnableEx (“線(xiàn)程1”); RunnableEx re2=new RunnableEx (“線(xiàn)程2”); //創(chuàng)建線(xiàn)程對(duì)象 Thread t1=new Thread(re1); Thread t2=new Thread(re2)

23、; //啟動(dòng)線(xiàn)程 t1.start(); t2.start();},【例5-3】關(guān)鍵代碼,實(shí)施思路在窗口中，通過(guò)JLabel顯示一行文字，通過(guò)啟動(dòng)一個(gè)線(xiàn)程，在線(xiàn)程中每隔一秒改變一次JLabel對(duì)象的位置可實(shí)現(xiàn)字幕飄動(dòng)的動(dòng)畫(huà)效果；創(chuàng)建一個(gè)主類(lèi)MovingText繼承JFrame實(shí)現(xiàn)Runnable接口；主類(lèi)MovingText構(gòu)造方法中創(chuàng)建JLabel對(duì)象，創(chuàng)建線(xiàn)程對(duì)象并啟動(dòng)線(xiàn)程；實(shí)現(xiàn)Runnabl

24、e的run方法，用sleep方法休眠一秒，修改JLabel對(duì)象位置；在main方法中實(shí)例化MovingText。,3. 任務(wù)實(shí)施,程序代碼 public void run() {try {Thread t = Thread.currentThread();System.out.println("當(dāng)前線(xiàn)程是: " + t);while (true) {Thread.sleep(

25、1000);//睡眠一秒鐘m_label.setBounds(10 + i * 10, 100, 150, 50);//設(shè)置飄動(dòng)標(biāo)志if (i > 20)bRight = false;if (i < 0)bRight = true;if (bRight)i++;elsei--;}} catch (Exception e) {

26、},3. 任務(wù)實(shí)施,一、實(shí)現(xiàn)Runnable接口比繼承Thread類(lèi)所具有的優(yōu)勢(shì) 1. 適合多個(gè)相同的程序代碼的線(xiàn)程去處理同一個(gè)資源； 2. 可以避免java中的單繼承的限制； 3. 增加程序的健壯性，代碼可以被多個(gè)線(xiàn)程共享，代碼和數(shù)據(jù)獨(dú)立。二、守護(hù)線(xiàn)程的概念 主線(xiàn)程也有可能在子線(xiàn)程結(jié)束之前結(jié)束，并且子線(xiàn)程不受影響，不會(huì)因?yàn)橹骶€(xiàn)程的結(jié)束而結(jié)束。在java程序中，只要前臺(tái)有一個(gè)線(xiàn)程在

27、運(yùn)行，整個(gè)java程序進(jìn)程就不會(huì)消失，所以此時(shí)可以設(shè)置一個(gè)后臺(tái)線(xiàn)程，這樣即使java進(jìn)程消失了，此后臺(tái)線(xiàn)程依然能夠繼續(xù)運(yùn)行。 【例5-4】下面示例演示使用setDaemon()方法來(lái)設(shè)置守護(hù)線(xiàn)程，從而滿(mǎn)足主線(xiàn)程結(jié)束后此守護(hù)線(xiàn)程也不會(huì)結(jié)束。,4. 任務(wù)拓展,public class DaemonTest implements Runnable { // 后臺(tái)線(xiàn)程int i = 0;public void run() {

28、 while (true) { System.out.println (Thread.currentThread().getName() + "在運(yùn)行: " + i++);}}public static void main(String[] args) { DaemonTest he = new DaemonTest();