实验五 多线程程序设计
实验目的
1． 掌握Java语言中多线程编程的基本方法 2． 掌握Runnable接口实现多线程的方法 3． 掌握Thread类实现多线程的用法
实验导读
1. 进程和线程的概念
进程是程序一次动态执行的过程，对应从代码加载、执行到执行结束这样一个完整的过程，也是进程自身从产生、发展到消亡的过程。
线程是比进程更小的执行单元，一个进程在执行过程中，可以产生多个线程。每个线程都有自身的产生、执行和消亡的过程。
2. 线程的状态与生命周期
? 新建：当一个Thread类或其子类的对象被声明并创建时，新生的线程对象处于新建状态。此时它
已经有了相应的内存空间和其他资源。
? 运行：线程创建之后就具备了运行的条件，一旦轮到它来享用CPU资源时，即JVM将CPU使用权
切换给该线程时，此线程的就可以脱离创建它的主线程独立开始自己的生命周期了(即run方法执行的过程)。
? 中断：有4种原因的中断，CPU资源从当前线程切换给其他线程、执行了sleep(int millsecond)方法、
执行了wait()方法、进入阻塞状态 。 ? 死亡：run方法结束。
3. 线程的创建
在Java语言中，与线程支持密切相关的是java.lang.Thread类和java.lang.Runnable接口。Runnable接口定义很简单，只有一个run方法。任何一个类如果希望自己的实例能够以线程的形式执行，都可以来实现Runnable接口。
继承Thread类和实现Runnable接口，都可以用来创建Thread对象，效果上并没有什么不同。继承Thread类的方法很明显的缺点就是这个类不能再继承其他的类了，而实现Runnable接口不会有这个麻烦。
另外，在继承Thread类的代码中，this其实就是指当前正在运行的线程对象，如果使用实现Runnable接口的方式，要得到当前正在执行的线程，需要使用Thread.currentThread()方法。
线程创建后仅仅是占有了内存资源，在JVM管理的线程中还没有这个线程，此线程必须调用start（）方法（从父类继承的方法）通知JVM，这样JVM就会知道又有一个新一个线程排队等候切换了。
注意：多次启动一个线程，或者启动一个已经运行的线程对象是非法的，会抛出IllegalThreadStateException异常对象。
4. 线程的优先级
同一时刻在等待队列中的线程会有很多个，它们各自任务的重要性有所不同。为了加以区分，使工作安排和资源分配时间更为合理，每个线程可以被赋予不同的优先级，让任务比较急的线程拥有更高的优先级，从而更快地进入执行状态。
Java中提供了10个等级的线程优先级，最低为Thread.MIN_PRIORITY=1，最高为
Thread.MAX_PRIORITY=10，默认优先级为Thread.NORM_PRIORITY=5。
使用Thread类中的setPriority(int)方法可以为线程指定优先级。
5. 线程的常用方法 ? start() 方法：
线程调用该方法将启动线程，使之从新建状态进入就绪队列排队，一旦轮到它来享用CPU资源时，就可以脱离创建它的线程独立开始自己的生命周期了。
? run()方法：
Thread类的run()方法与Runnable接口中的run()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。系统的Thread类中，run()方法没有具体内容，所以用户程序需要创建自己的Thread类的子类，并重写run()方法来覆盖原来的run()方法。当run方法执行完毕，线程就变成死亡状态。
? sleep(int millsecond) 方法：
现程占有CPU期间，执行sleep方法来使自己放弃CPU资源，休眠一段时间。休眠时间的长短由sleep方法的参数决定，millsecond是毫秒为单位的休眠时间。如果线程在休眠时被打断，JVM就抛出InterruptedException异常。因此，必须在try~catch语句块中调用sleep方法。
? isAlive() 方法：
线程处于“新建”状态时，线程调用isAlive()方法返回false。当一个线程调用start（）方法，并占有CUP资源后，该线程的run方法就开始运行，在线程的run方法结束之前，即没有进入死亡状态之前，线程调用isAlive()方法返回true。当线程进入“死亡”状态后（实体内存被释放），线程仍可以调用方法isAlive（），这时返回的值是false。
一个已经运行的线程在没有进入死亡状态时，不要再给线程分配实体，由于线程只能引用最后分配的实体，先前的实体就会成为“垃圾”，并且不会被垃圾收集机收集掉。
? currentThread() 方法：
currentThread（）方法是Thread类中的类方法，可以用类名调用，该方法返回当前正在使用CPU资源的线程。
? interrupt() 方法： intertupt方法经常用来“吵醒”休眠的线程。当一些线程调用sleep方法处于休眠状态时，一个占有CPU资源的线程可以让休眠的线程调用interrupt 方法“吵醒”自己。
6. 线程的同步
线程同步是指几个线程都需要调用一个同步方法(使用关键字synchronized修饰的方法) 。 当一个线程A使用一个synchronized修饰的方法时，其他线程想使用这个方法时就必须等待，直到线程A 使用完该方法 （除非线程A使用wait主动让出CPU资源）。
一个线程在使用的同步方法中时，可能根据问题的需要，必须使用wait()方法使本线程等待，暂时让出CPU的使用权，并允许其它线程使用这个同步方法。其它线程如果在使用这个同步方法时如果不需要等待，那么它用完这个同步方法的同时，应当执行notifyAll()方法通知所有的由于使用这个同步方法而处于等待的线程结束等待。
? 挂起：
有时候两个线程并不是同步的，即不涉及都需要调用一个同步方法，但线程也可能需要暂时的挂起。所谓挂起一个线程就是让线程暂时让出CPU的使用权限，暂时停止执行，但停止执行的持续时间不确定，因此不能使用sleep方法暂停线程。挂起一个线程需使用wait方法，即让准备挂起的线程调用 wait 方法，主动让出CPU的使用权限. ? 恢复：
为了恢复该线程，其它线程在占有CUP资源期间，让挂起的线程的目标对象执行notifyAll()方法，使得挂起的线程继续执行；如果线程没有目标对象，为了恢复该线程，其它线程在占有CUP资源期间，
让挂起的线程调用notifyAll()方法，使挂起的线程继续执行。
实验内容
1. 汉字识别程序
编写一个Java应用程序，在主线程中再创建一个Frame类型的窗口，在该窗口中再创建一个线程giveWord。线程giveWord每隔6秒钟给出一个汉字，用户使用一种汉字输入法将该汉字输入到文本框中。请按模板要求，将代码补充完整。
WordThread.java
import java.awt.*;
public class WordThread extends Thread { char word; Label com;
WordThread(Label com) { this.com = com; }
public void run() { while (true) {
word = (char) (Math.random()*(29968-19968)+19968); System.out.println(word); com.setText(\ + word); try { }
ThreadFrame.java
public class ThreadFrame extends Frame implements ActionListener { Label wordLabel; Button button;
TextField inputText, scoreText;
【补充代码】 // 用WordThread声明一个giveWord对象 int score = 0;
ThreadFrame() {
wordLabel = new Label(\, Label.CENTER);
wordLabel.setFont(new Font(\, Font.BOLD, 72));
button = new Button(\开始\); inputText = new TextField(3); scoreText = new TextField(5); scoreText.setEditable(false);
【补充代码】 // 调用sleep方法使得线程中断6000豪秒 } catch (InterruptedException e) {} } }
【补充代码】// 创建giveWord，将wordLabel传递给WordThread构造方法的参数 button.addActionListener(this); inputText.addActionListener(this); add(button, BorderLayout.NORTH);
add(wordLabel, BorderLayout.CENTER);
Panel southP = new Panel();
southP.add(new Label(\输入标签所显示的汉字后回车:\)); southP.add(inputText); southP.add(scoreText);
add(southP, BorderLayout.SOUTH); setBounds(100, 100, 350, 180); setVisible(true); validate();
addWindowListener(new WindowAdapter() {
public void windowClosing(WindowEvent e) { System.exit(0); } }); }
public void actionPerformed(ActionEvent e) { if (e.getSource() == button) {
if (!(【补充代码】)) // giveWord调用方法isAlive() {
giveWord = new WordThread(wordLabel); }
try { 【补充代码】// giveWord调用方法start() } catch (Exception exe) { }
} else if (e.getSource() == inputText) {
if (inputText.getText().equals(wordLabel.getText())) { score++;
}
scoreText.setText(\得分:\ + score); inputText.setText(null); } }
}
WordThread.java
public class ThreadWordMainClass {
public static void main(String args[]) { new ThreadFrame(); }
} 答案代码： WordThread.java import java.awt.*; public class WordThread extends Thread { char word; Label com; WordThread(Label com) { this.com = com; } public void run() { while (true) { word = (char) (Math.random()*(29968-19968)+19968); System.out.println(word); com.setText(\ + word); try { sleep(6000); // 调用sleep方法使得线程中断6000豪秒 } catch (InterruptedException e) {} } } } ThreadFrame.java public class ThreadFrame extends Frame implements ActionListener { Label wordLabel; Button button; TextField inputText, scoreText; WordThread giveWord; // 用WordThread声明一个giveWord对象 int score = 0; ThreadFrame() { wordLabel = new Label(\, Label.CENTER); wordLabel.setFont(new Font(\, Font.BOLD, 72)); button = new Button(\开始\); inputText = new TextField(3); scoreText = new TextField(5); scoreText.setEditable(false); giveWord=new WordThread(wordLabel); // 创建giveWord，将wordLabel传递给WordThread构造方法的参数 button.addActionListener(this);