江苏科技大学
计算机科学与工程学院
实 验 报 告
实验课程：并行计算
实验名称：Java多线程编程
评定成绩 指导教师 宋英磊 学号： 姓名： 班级： 完成日期：2014年04月22日
1.1 实验目的
(1) 掌握多线程编程的特点； (2) 了解线程的调度和执行过程； (3) 掌握资源共享访问的实现方法。
1.2 知识要点 1.2.1线程的概念
(1) 线程是程序中的一个执行流,多线程则指多个执行流; (2) 线程是比进程更小的执行单位,一个进程包括多个线程;
(3) Java语言中线程包括3部分:虚拟CPU、该CPU执行的代码及代码所操作的数据。 (4) Java代码可以为不同线程共享，数据也可以为不同线程共享；
1.2.2 线程的创建
(1) 方式1：实现Runnable接口
Thread类使用一个实现Runnable接口的实例对象作为其构造方法的参数，该对象提供了run方法，启动Thread将执行该run方法； (2) 方式2：继承Thread类
重写Thread类的run方法；
1.2.3 线程的调度
(1) 线程的优先级
? 取值范围1～10，在Thread类提供了3个常量，MIN_PRIORITY=1、MAX_
PRIORITY=10、NORM_PRIORITY=5；
? 用setPriority()设置线程优先级，用getPriority()获取线程优先级； ? 子线程继承父线程的优先级，主线程具有正常优先级。
(2) 线程的调度：采用抢占式调度策略，高优先级的线程优先执行，在Java中，系统按照优先级的级别设置不同的等待队列。
1.2.4 线程的状态与生命周期
说明：新创建的线程处于“新建状态”，必须通过执行start()方法，让其进入到“就绪状态”，处于就绪状态的线程才有机会得到调度执行。线程在运行时也可能因资源等待或主动睡眠而放弃运行,进入“阻塞状态”,线程执行完毕，或主动执行stop方法将进入“终止状态”。
1.2.5 线程的同步--解决资源访问冲突问题
(1) 对象的加锁
所有被共享访问的数据及访问代码必须作为临界区，用synchronized加锁。对象的同步代码的执行过程如图14-2所示。
synchronized关键字的使用方法有两种：
? 用在对象前面限制一段代码的执行，表示执行该段代码必须取得对象锁。 ? 在方法前面，表示该方法为同步方法,执行该方法必须取得对象锁。 (2) wait()和notify()方法
用于解决多线程中对资源的访问控制问题。
? wait()方法：释放对象锁，将线程进入等待唤醒队列；
? notify()方法：唤醒等待资源锁的线程，让其进入对象锁的获取等待队列。 (3) 避免死锁
指多个线程相互等待对方释放持有的锁，并且在得到对方锁之前不会释放自己的锁。
1.3 上机测试下列程序
样例1：利用多线程编程编写一个龟兔赛跑程序。
? 乌龟：速度慢，休息时间短；
? 兔子：速度快，休息时间长；
【参考程序1】字符方式下实现方案
class Animal extends Thread { int speed; //速度
public Animal( String str,int speed) { super(str); //线程名用动物名代表 this.speed=speed; }
public void run() { int distance=0; int sleepTime;
while (distance<=1000) {
System.out.println(getName()+\ try {
distance+=speed; //每次跑的距离简单用速度计算
sleepTime=(int)( speed+Math.random()*speed); //速度快休息时间要长
sleep(sleepTime);
} catch (InterruptedException e) {} } } }
public class Race {
public static void main(String arg[]) { Animal a1, a2;
a1=new Animal(\ a2=new Animal(\
a2.setPriority(Thread.MAX_PRIORITY); //让乌龟的运行优先级更高 a1.start(); a2.start(); } } 【编程技巧】
(1) 速度快，跑的距离增加也快，这里简单地将速度加到距离上，未考虑跑的时间；
(2) 为了让乌龟得到更多的运行机会，采取两项措施，一让线程的睡眠时间与速度成正比，二是让乌龟得到更高的优先级。
【参考程序2】—图形方式下，图14-3为程序的运行演示。
public class runner extends Applet implements Runnable { int BeginX=10,EndX=200; //起点和终点的x坐标 int RabbitX = BeginX,RabbitY=100; //兔子的起点 int TortoiseX=BeginX, TortoiseY=200; //乌龟的起点 int RabbitRestTime=800,TortoiseRestTime=50; //各自休息时间 int RabbitSpeed=15,TortoiseSpeed=1; //各自速度
int state=0; //比赛状态， 0代表比赛进行中，1代表兔子赢，2代表乌龟赢 Thread rabbit; Thread tortoise; public void init() {
rabbit = new Thread(this,\创建名为rabit的线程 tortoise = new Thread(this,\创建名为tortoise的线程 }
public void paint(Graphics g) {
g.drawString(\龟\ g.drawString(\兔\ g.setColor(Color.red);
for(int j=70;j<=230;j+=10) g.drawString(\绘制终点线
g.setColor(Color.black);
if(state==1) g.drawString(\兔子赢了!!\ else if(state==2) g.drawString(\乌龟赢了!!\ }
public void start() {