实验五 多线程程序设计(汽院含答案)

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ng.Thread类和ng.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.javaimport java.awt.*;public class WordThread extends Thread {char word;Label com;WordThread(Label com) { = com;}public void run() {while (true) {word = (char) (Math.random()*(29968-19968)+19968);System.out.println(word);com.setText("" + word);try {【补充代码】// 调用sleep方法使得线程中断6000豪秒} catch (InterruptedException e) {}}}}ThreadFrame.javapublic 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】// 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.javapublic class ThreadWordMainClass {public static void main(String args[]) {new ThreadFrame();}}2.双线程接力编写一个应用程序，除了主线程外，还有两个线程：first和second。