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2024年3月19日发(作者：no stacking)
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Ｔｅｎｔａｔｉｖｅ ＤｉＳＣＵＳＳｉｏｎ ｏｎ ｔｈｅ Ｊａｖａ ＭｕｌｔｉＴｈｒｅａｄ Ｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ 线
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（赣南师范学院数学与计算机系，赣州
Ｃｈｅｎｇ ｘｉ ａｏｙａｎｇ
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３４１ ｏｏｏ） 术
（Ｍａｔｈｓ ａｎｄ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｄｅｐｔ，Ｇａｎｎａｎ Ｎｏｒｍａｌ Ｃｏｌ ｌｅｇｅ，ＧａｎＺｈｏｕ ３４１０００）
摘要：本文阐述了多线程的概念以及对线程的状态、创建和控制方法，对Ｊａｖａ环境下的线程同步机制作了深入的探讨。
关键词：多线程：Ｊａｖａ；同步机制
中图分类号：ＴＰ３ｌ１．５２ 文献标识码：Ａ 文章编号：ｌ６７１—４７９２一（２００６）２—００８ｌ一０２
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Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＴｈｉＳ ｐａｐｅｒ ｅｘｐｌａｉｎｓ ｔｈｅ ｃｏｎｃｅｐｔ ｏｆ ｍｕｌｉｔｈｒｅａｄ ａｎｄ ｄｉｓｃｕｓｓｅｓ ｔｈｒｅａｄ ｓｔａｔｕｓ，ｃｒｅａｔｉｏｎ ａｎｄ ｃｏｎｔｒｏｌ
ｏｆ ｔｈｒｅａｄ ｍｅｔｈｏｄ．ｄｉｓｃｕｓｓｅｓ ｓｙｎｃｈｒｏｎｉ ｚａｔｉｏｎ ｍｅｃｈａｎ｛ｓｍ ｂａｓｅ ｏｎ ｄａｖａ．
Ｋｅｖｗｏｒｄｓ：Ｍｕ１ｔｉｔｈｒｅａｄｊ Ｊａｖａ；Ｓｙｎｃｈｒｏｎ｛ｚａｔ｛ｏｎ Ｍｅｃｈａｎｉｓｍ
０引言 用程序的执行效率
对于当前的操作系统，大都采用多任务和多线程技术，使 ２线程的生命周期与状态
程序能够并发执行 而在许多编程语言中，要执行多线程的 由于线程与进程一样是一个动态的概念，所以线程也像
程序，就不得不使用一个外部线程包 ￣Ｊａｖａ本身有内置的 进程一样有一个从产生到消亡的生命周期。在其生命周期
线程包，这使得Ｊａｖａ编程人员可以很方便地开发出具有多线 中，程序可以对线程进行各种控制操作。
程的功能，能同时处理多个任务的功能强大的应用程序。虽 对于每个Ｊａｖａ程序都有一个缺省的主线程，如应用程序
然执行线程给人一种几个事件同时发生的感觉，但这只是…・ 的主线程是ｍａｉｎ（）方法执行的线索，则Ａｐｐｌｅｔ的主线程指
种错觉 因为我们的计算机在任何给定的时刻只能执行那些 挥浏览器加载并执行Ｊａｖａ小程序。要想实现多线程，必须在
线程中的一个。为了建立这些线程正在同步执行的感觉， 主线程中创建新的线程对象。新建的线程在它的～个完整的
Ｊａｖａ快速地把控制从一个线程切换到另一个线程。 生命周期中通常要经历如＿卜的五种状态：
１进程和线程 （１）创建状态
进程是一个执行的程序，是资源分配和作业调度的基本 使用ｎｅｗ运算符创建一个线程后，该线程仅仅是一个空
单位。作为资源分配的基本单位，不同ＣＰＵ的进程拥有各自 Ｘ寸象，系统没有分配资源，称该线程处于创建状态（ｎｅｗ
独立的地址空间、代码段、数据段和栈，并且拥有各自独立ｔｈｒｅａｄ）。
的资源、文件描述符表、进程表项、地址映射表、当前目录 （２）就绪状态
等。由此可见，进程的上下文是相当庞大的，而以这种附带 使用ｓｔａｒｔ ０方法启动一个线程后，系统为该线程分配
着庞大上下文的进程作为调度的基本ＣＰＵ单位是不合适的， 了除ｃｅｕ＃ｂ的所需资源，使该线程处于就绪状￣，（Ｒｕｎｎａｂｌｅ）。
因为它加重了系统管理进程的负担。由于进程集资源分配基 （３）执行状态
本单位、调度基本单位于一身，所以它能较好地解决了多任 Ｊａｖａ运行系统通过调度选中一个Ｒｕｎｎａｂｌｅ的线程，使
务的问题，但它使系统开销庞大。 其占有ＣＰＵ并转为执行（Ｒｕｎｎｉｎｇ） 此时，系统真正执行线
为了减少的系统负担，便产生了线程的概念。线程是系 程的ｒｕｎ ０方法
统调度和运行的最小单位，每个进程都可以创建单个或多个 （４）阻塞状态
线程，线程是进程中的一个执行单元，是一个独立的控制流， 一个正在运行￣ＪＮＮＮ某种原因不能继续运行时，进入
在运行中有自己的资源。把进程划分成多个线程，目的是为 阻塞状态（Ｂｌｏｃｋｅｄ）。
了实现并行程序设计，在同一地址空间中执行多控制流，减 （５）死亡状态
少并行执行时进程间切换的系统开销，因此可以大大提高应 线程结束后是死亡状态（Ｄｅａｄ）。
１ １ ５
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３ Ｊａｖａ实现线程的方法
４．２线程的调度模型
３．１利用Ｒｕｎｎａｂｌｅ接口
同一时刻如果有多个线程处于可运行状态，则他们需要
排队等待ＣＰＵ资源。此时每个线程自动获得一个线程的优先
级（ｐｒｉ ｏｒｉｔｙ），优先级的高低反映线程的重要或紧急程度。
可运行状态的线程按优先级排队，线程调度依据优先级基础
Ｒｕｎｎａｂｌｅ接口只有一个７￣Ｎｒｕｎ（），所有实现Ｒｕｎｎａｂｌｅ
接口的用户类都必须实现这个ｒｕｎ方法，为它提供具体操作
的方法体，当用Ｔｈｒｅａｄ类的构造方法Ｔｈｒｅａｄ（Ｒｕｎｎａｂ１ｅ
ｔａｒｇｅｔ）创建线程对象时，构造方法中的参数必须是一个具
体的对象，该对象称为线程的目标对象，创建目标对象的类必
须要实现Ｒｕｎｎａｂｌｅ接口。当线程被调度并转入运行状态时，
它所执行的就是ｒｕｎ（）方法中规定的操作，所以，一个宴现
了Ｒｕｎｎａｂｌｅ接口的类实际上定义了一个主线程之外的新线程
的操作。
ｐｕｂｌｉｃ ｃｌａｓｓ ＭｙＴｈｒｅａｄ ｉｍｐｌｅｍｅｎｔｓ Ｒｕｎｎａｂｌｅ（
Ｍｙｔｈｒｅａｄ ｔｈｒｅａｄ１．ｔｈｒｅａｄ２；
／／实现Ｒｕｎｎａｂｌｅ接口的ｒｕｎ方法，在该线程被启动时自动执
行
｝
ｐｕｂｌｉｃ ｓｔａｔｉｃ ｖｏｉｄ ｍａｉｎ（Ｓｔｒｉｎｇ ａｒｇｓ［］）｛
ｔｈｒｅａｄｌ＝ｎｅｗ￣ｙＴｈｒｅａｄ ０ ｊ
ｔｈｒｅａｄ２＝ｎｅｗ ＭｙＴｈｒｅａｄ ０；
ｔｈｒｅａｄ１．ｓｔａｒｔ０； ／／启动线程１
ｔｈｒｅａｄ２．ｓｔａｒｔ０； ／／启动线程２
｝）
３．２继承Ｔｈｒｅａｄ类
继承Ｔｈｒｅａｄ类，覆盖方法ｒｕｎ（），我们在创建的
Ｔｈｒｅａｄ类的子类中重写ｒｕｎ ０，加入线程所要执行的代码
即可。Ｔｈｒｅａｄ类的主要方法有：
①ｓｔａｒｔ（）方法，线程调用该方法将启动线程，使之从新
建状态转入就绪状态并进入就绪队列排队。
⑦ｒｕｎ０方法与Ｒｕｎｎａｂｌｅ接口中的ｒｕｎ０方法的功能和
作用相同，都用来定义线程对象被调度之后所执行的操作，都
是系统自动调用而用户程序不得引用的方法。
③Ｓｌｅｅｐ（ｉｎｔ ｍｉｌｌｓｅｃｏｎｄ）方法来使自己放弃处理器资
源，休眠一段时间，休眠时问的长短有ｓｌｅｅｐ方法的参数决定，
ｍｉｌｌｓｅｃｏｎｄ是毫秒为单位的休眠时间。
这种方法实现简单，但它有一个很大的缺点，当我们的
类已经从一个类继承（如小程序必须继承自Ａｐｐｌｅｔ类），则
无法再继承Ｔｈｒｅａｄ类。
４线程调度与优先级
４．１线程的优先级
Ｊａｖａ的优先级用１ １ｏ表示，１表示优先级最高，默认值
是５。每个优先级对应一个Ｔｈｒｅａｄ类的公用静态常量。
上的“先到先服务”原则。
线程调度管理器负责线程排队和ＣＰＵ在线程间的分配，
并由线程调度算法进行调度。当线程调度管理器选种某个线
程时，该线程获得ＣＰＵ资源而进入运行状态。Ｊａｖａ线程调度
采用先占式调度，即如果在当前线程执行过程中一个更高优
先级的线程进入可运行状态，则这个线程立即被调度执行。
先占式调度分为：独占式和分时方式。
５ Ｊａｖａ线程的同步
线程同步的基本思想是避免多个线程对同一资源的访
问，这个资源既可以是一个对象，也可以是一个方法或一段
代码。对于表明了被同步的资源，Ｊａｖａ中引入了一个类似于
进程信号量的机制一管程（ｍｏｎｉｔｏｒ）。每个被同步资源都对
应一个管程，首先占用这个资源的线程只能排队等候管程，
从而实现了线程对资源的独占。
Ｊａｖａ￣１人关键字ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚｅｄ来标志被同步的资源，形
式为：ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚｅｄ（对象名）同步方法。当某个线程进入
临界区后，系统将给临界区加锁，其它线程则无法再进入临界
区，只能等到该线程退出临界区，即开锁后方可进入，从而实
现线程的同步。Ｊａｖａ在Ｊａｖａ．１ａｎｇ．ｏｂｊｅｃｔ类中提供了三个同
步方法ｗａｉｔ，ｎｏｔｉｆｙ和ｎｏｔｉｆｙＡｌｌ来实现线程间的同步与
通信。ｗａｉｔ ０使当前线程阻塞并进入相应的等待队列，直到
其它线程用ｎｏｔｉｆｙ（）或ｎｏｔｉｆｙａｌｌ（）将其唤醒；ｎｏｔｉｆｙ ０唤醒
因等待当前对象的监视器而阻塞的一个线程；ｎｏｔｉｆｙＡｌｌ ０方
法唤醒因等待当前对象的监视器而阻塞的所有线程。
６结束语
多线程在计算机应用中具有非常积极的意义和广阔的应
用前景。利用Ｊａｖａ的多线程特性可方便地编写高效率、安全
的多线程应用程序。当然ＪＡＶＡ在实现多线程时有如下缺点：
等待临界资源时，会使速度下降；对线程的管理也会增￣ｕｃＰｕ
的额外负担；由于缺乏成效，所以多线程既复杂又会降低效
率。
参考文献
…印昱．Ｊａｖａ与面向对象程序设计教程［Ｍ］．北京高等
教育出版社，１９９９．
［２］耿祥义，等．Ｊａｖａ２实用教程［Ｍ］．北京：清华大学出
版社，２００４．
［３］汤子赢，计算机操作系统［Ｍ］．西安：西安电子科技
出版社，２００１．
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