第5章 多线程_教学设计
操作系统课程设计多线程
燕山大学课程设计说明书————操作系统题目：多道程序缓冲区协调操作班级：计算机应用2班开发小组名称：Beyond软件开发小组课题负责人:张鹏课题组成员：姓名学号班级自评成绩张鹏 0901******** 应用2班 A李倩 0901******** 应用2班 B 课题开发日期：2012.1.9—2012.1.131.1课程设计目的本次课程设计的主要目的是通过模拟多道程序缓冲区协调操作，充分理解操作系统中进程、线程及线程间同步和互斥的概念；并通过自己编写程序了解软件开发流程，锻炼自己的编程能力，充分提高自己的综合能力。
1.2主要完成任务模拟设定PUT 、GET 、Move 操作的如下图所示，有多个PUT 操作要不断循环地向Buffer1送数据，有Move1操作和Move2操作要不断地将Buffer1的数据取到Buffer2和Buffer3，有多个GET 操作要不断地从Buff2和Buffer3中取数据。
PUT 、 MOVE 、 GET 每次操作一个数据，为了在操作的过程中要保证数据不丢失, 每个Buffer 每次只能接受一个PUT 或一个Move 或一个Get ，多个操作不能同时操作同一BUFFER 。
PUT MOVE GET 软件能显示各个Buffer 的操作过程和每个Buffer 中的现有数据，放入、取出的总数据，可以设置Buffer 的容量及放入、取出数据的速度 ，设置put 、move 、get 操作的线程数和操作速度，软件结束运行时可以显示汇总数据，并能将统计结果保存到任意的路径下。
1.3解决的主要问题在本次课程设计中解决的重要问题有线程间的同步和互斥问题，java 语言软件设计中面向对象思想各个类的创建方法及类之间互相操作问题，软件界面设计问题。
2. 设计使用的基本概念和原理2.1多道程序多道程序设计技术是在计算机内存中同时存放几道相互独立的程序，使他们在管理程序控制下，相互穿插运行。
Get2Put Move2 Buff1 Buff2 Buff3 Move1 Get1进程是并发程序的执行，是多道程序系统中程序的执行过程。
多线程的课程设计
多线程的课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生理解多线程的基本概念，掌握多线程的编程方法和技巧。
2. 使学生了解多线程在软件开发中的应用场景，掌握多线程同步、互斥和通信等关键技术。
3. 帮助学生了解操作系统中线程调度策略，理解多线程程序的性能影响因素。
技能目标：1. 培养学生运用所学知识独立编写多线程程序的能力。
2. 提高学生分析、解决多线程编程中遇到问题的能力。
3. 培养学生运用多线程技术优化程序性能的能力。
情感态度价值观目标：1. 激发学生对计算机编程的兴趣，培养良好的编程习惯。
2. 培养学生具备团队协作意识，提高沟通表达能力。
3. 增强学生面对复杂问题的勇气和信心，培养勇于挑战的精神。
课程性质：本课程为计算机科学与技术专业的核心课程，旨在帮助学生掌握多线程编程技术，提高程序设计能力。
学生特点：学生具备一定的编程基础，熟悉基本的数据结构和算法，但对于多线程编程尚处于入门阶段。
教学要求：结合学生特点，课程设计应注重理论与实践相结合，通过案例分析和实际操作，使学生掌握多线程编程的核心知识，并能够应用于实际项目中。
同时，注重培养学生的团队协作能力和解决问题的能力。
在教学过程中，关注学生的个体差异，提供有针对性的指导，确保每位学生都能达到课程目标。
二、教学内容1. 多线程基本概念：线程与进程的区别，多线程的优势与挑战。
2. 多线程编程基础：线程的创建、运行、同步与销毁，线程池的原理与应用。
3. 多线程同步机制：互斥锁、条件变量、信号量等同步工具的使用。
4. 线程间通信：共享内存、消息队列、管道等通信方式。
5. 线程调度策略：时间片轮转、优先级调度等策略。
6. 多线程程序性能优化：减少线程竞争、降低锁的开销、合理设置线程数量等。
7. 多线程编程案例分析：分析实际项目中多线程的应用，总结编程技巧。
教学大纲安排：第一周：多线程基本概念，线程与进程的区别，多线程的优势与挑战。
第二周：多线程编程基础，线程的创建、运行、同步与销毁。
操作系统多线程课程设计
操作系统多线程课程设计一、教学目标本节课的教学目标是使学生掌握操作系统中多线程的基本概念、原理和应用。
具体包括：1.知识目标：–理解多线程的定义、特点和作用；–掌握线程的创建、调度和管理方法；–了解多线程在操作系统中的应用场景。
2.技能目标：–能够使用操作系统提供的线程编程接口进行线程的创建和控制；–能够分析并解决多线程编程中可能遇到的问题，如线程同步、死锁等；–能够设计并实现基于多线程的并发程序。
3.情感态度价值观目标：–培养学生对操作系统中多线程技术的兴趣和好奇心；–使学生认识到多线程技术在现代计算机系统中的重要性；–培养学生团队协作、勇于探索和创新的意识。
二、教学内容本节课的教学内容主要包括以下几个部分：1.多线程基本概念：介绍多线程的定义、特点和作用，以及线程与进程的关系。
2.线程的创建和管理：讲解操作系统中线程的创建、调度和管理方法，包括线程的属性、线程池等。
3.多线程同步与互斥：介绍线程同步的基本概念，如互斥锁、信号量等，以及如何避免死锁和饥饿等问题。
4.线程通信：讲解线程之间的通信机制，如管道、消息队列等。
5.多线程编程实践：通过实例分析，使学生掌握操作系统提供的线程编程接口，并能够设计并实现简单的并发程序。
6.多线程在操作系统中的应用场景：介绍多线程在操作系统中的典型应用，如并发执行、实时系统等。
三、教学方法本节课采用多种教学方法相结合的方式，以提高学生的学习兴趣和主动性：1.讲授法：讲解多线程的基本概念、原理和应用。
2.案例分析法：分析实际的多线程编程案例，使学生更好地理解多线程的使用方法和技巧。
3.实验法：安排课堂实验，让学生亲自动手编写多线程程序，巩固所学知识。
4.讨论法：学生进行小组讨论，分享学习心得和经验，互相答疑解惑。
四、教学资源本节课的教学资源包括：1.教材：选用权威、实用的操作系统教材，如《操作系统概念》、《现代操作系统》等。
2.参考书：提供相关的参考书籍，如《多线程编程技术》、《线程同步与互斥》等。
多线程课程设计
多线程课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解多线程编程的基本概念，掌握线程的创建、同步、通信等核心知识。
2. 学生能够运用所学知识，分析并解决多线程程序中的常见问题，如资源共享、死锁等。
3. 学生了解多线程在软件开发中的应用场景，如网络编程、图形界面编程等。
技能目标：1. 学生能够独立编写简单的多线程程序，实现多个线程的协作与通信。
2. 学生掌握使用调试工具分析多线程程序，找出并修复程序中的错误。
3. 学生能够运用设计模式优化多线程程序，提高程序的性能和稳定性。
情感态度价值观目标：1. 学生通过多线程编程的学习，培养解决问题的能力，增强自信心和成就感。
2. 学生在团队协作中学会沟通、分享，培养良好的团队合作精神和竞争意识。
3. 学生认识到多线程编程在实际应用中的重要性，激发对计算机科学的兴趣和热爱。
分析课程性质、学生特点和教学要求，本课程旨在使学生在理解多线程编程基础知识的基础上，能够运用所学技能解决实际问题。
课程目标具体、可衡量，便于后续教学设计和评估。
在教学过程中，注重理论与实践相结合，培养学生的动手能力和实际操作技能，同时关注学生的情感态度价值观的培养，使他们在掌握知识技能的同时，形成良好的学习态度和团队合作精神。
二、教学内容本章节教学内容围绕以下三个方面展开：1. 多线程基础理论：- 线程的概念、分类和生命周期- 线程的创建、启动和终止方法- 线程的同步机制：互斥锁、条件变量、信号量等- 线程间的通信：共享内存、消息队列等2. 多线程编程实践：- 编写简单的多线程程序，实现线程的创建和同步- 分析并解决多线程程序中的常见问题，如资源共享、死锁等- 使用调试工具分析多线程程序，找出并修复程序中的错误- 设计模式在多线程编程中的应用：生产者-消费者模式、线程池等3. 多线程应用案例：- 多线程在网络编程中的应用：服务器客户端模型、并发访问控制等- 多线程在图形界面编程中的应用：界面刷新、事件处理等- 多线程在其他场景下的应用：文件处理、数据库操作等教学内容参考教材相关章节，结合课程目标进行组织和安排。
操作系统多线程课程设计
操作系统多线程课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解操作系统中多线程的基本概念，掌握线程的创建、同步与通信机制；2. 学会分析多线程程序的性能与问题，了解常见线程同步问题的解决方案；3. 掌握操作系统级别线程调度的基本原则和方法。
技能目标：1. 能够运用所学知识，设计并实现简单的多线程程序；2. 能够运用同步机制，解决多线程中的竞态条件和死锁问题；3. 能够对多线程程序进行性能分析，并提出优化方案。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对操作系统多线程技术的兴趣，激发他们探索计算机科学领域的热情；2. 培养学生团队合作意识，学会在团队项目中分工与协作；3. 培养学生面对复杂问题时的分析能力、解决问题的能力和创新精神。
课程性质：本课程为计算机科学与技术专业高年级选修课，旨在帮助学生深入理解操作系统中多线程技术，提高他们解决实际问题的能力。
学生特点：学生具备一定的编程基础和操作系统基本知识，具备独立分析和解决问题的能力。
教学要求：结合实际案例，注重理论与实践相结合，提高学生的动手能力和实际应用能力。
通过课程学习，使学生能够将多线程技术应用于实际项目中，提高软件性能。
二、教学内容1. 多线程基本概念：线程的定义、线程与进程的关系、线程的创建与销毁；2. 线程同步与通信：互斥锁、条件变量、信号量、管程等同步机制，线程间通信方式；3. 线程调度：调度算法、时间片轮转、优先级调度、多级反馈队列调度等；4. 多线程程序设计：多线程编程模型、线程池、线程局部存储、多线程并发控制；5. 常见线程同步问题及解决方案：竞态条件、死锁、饥饿、活锁等；6. 性能分析与优化：多线程程序性能指标、性能瓶颈分析、优化策略；7. 实践环节：结合实际案例，设计并实现多线程程序，分析并优化性能。
教学内容依据教材相关章节组织，具体安排如下：第一周：多线程基本概念，线程创建与销毁；第二周：线程同步与通信，互斥锁、条件变量、信号量等；第三周：线程调度，调度算法；第四周：多线程程序设计，线程池、线程局部存储；第五周：常见线程同步问题及解决方案；第六周：性能分析与优化；第七周：实践环节，课程总结与展示。
第5章 多线程_教学设计
传智播客《Java基础入门》教学设计课程名称：Java基础教程授课年级：2014年级授课学期：2014学年第一学期教师姓名：某某老师2014年05月09日课题名称第5章多线程计划学时6课时内容分析多线程就是指一个应用程序中有多条并发执行的线索，每条线索都被称作一个线程，它们会交替执行，彼此间可以进行通信。
本章将针对Java线程的相关知识进行详细地讲解，其中包括线程的创建、线程的生命周期、线程的优先级、线程的同步以及线程的通信等教学目标及基本要求要求学生熟悉进程、线程的概念，掌握线程创建的两种方式，线程的生命周期中的五种状态以及五种状态之间的转换，了解线程的调度，线程的安全和同步以及多线程之间的通信。
重点及措施教学重点：多线程的概念、线程的生命周期及状态转换、线程的生命周期、多线程通信难点及措施教学难点：线程的生命周期、线程的安全和同步、线程的生命周期及状态转换教学方式教学采用教师课堂讲授为主，使用教学PPT讲解教学过程第一课时（线程概念、线程的创建）线程概念✧进程在一个操作系统中，每个独立执行的程序都可称之为一个进程，也就是“正在运行的程序”。
目前大部分计算机上安装的都是多任务操作系统，即能够同时执行多个应用程序，最常见的有Windows、Linux、Unix等。
✧线程每个运行的程序都是一个进程，在一个进程中还可以有多个执行单元同时运行，这些执行单元可以看做程序执行的一条条线索，被称为线程。
✧单线程和多线程的区别在前面章节所接触过的程序中，代码都是按照调用顺序依次往下执行，没有出现两段程序代码交替运行的效果，这样的程序称作单线程程序。
如果希望程序中实现多段程序代码交替运行的效果，则需要创建多个线程，即多线程程序。
多线程程序在运行时，每个线程之间都是独立的，它们可以并发执行，如下图所示。
程序线程2线程3线程1线程的创建✧两种创建线程的方式在Java中，线程的创建方式有两种，具体如下：●继承Thread类，覆写Thread类的run()方法，示例代码如下：class MyThread extends Thread {public void run() {while (true) { // 通过死循环语句打印输出System.out.println("MyThread类的run()方法在运行");}}}●实现Runnable接口，示例代码如下：class MyThread implements Runnable {// 线程的代码段，当调用start()方法时，线程从此处开始执行public void run() {while (true) {System.out.println("MyThread类的run()方法在运行");}}}✧两种实现多线程方式比较实现Runnable接口相对于继承Thread类来说，有如下显著的好处：1、适合多个相同程序代码的线程去处理同一个资源的情况，把线程同程序代码、数据有效的分离，很好的体现了面向对象的设计思想。
操作系统课程设计--用多线程同步...
操作系统课程设计--用多线程同步...第一篇：操作系统课程设计--用多线程同步方法解决睡眠理发师问题(Sleeping-Barber_Problem)题目: 用多线程同步方法解决睡眠理发师问题（Sleeping-Barber Problem)初始条件：1．操作系统：Linux 2．程序设计语言：C语言3.设有一个理发师，5把椅子（另外还有一把理发椅），几把椅子可用连续存储单元。
要求完成的主要任务:（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求）1．技术要求：1）为每个理发师／顾客产生一个线程，设计正确的同步算法2）每个顾客进入理发室后，即时显示“Entered” 及其线程自定义标识，还同时显示理发室共有几名顾客及其所坐的位置。
3）至少有10个顾客，每人理发至少3秒钟。
4）多个顾客须共享操作函数代码。
2．设计说明书内容要求：1)设计题目与要求2)总的设计思想及系统平台、语言、工具等。
3）数据结构与模块说明（功能与流程图）4）给出用户名、源程序名、目标程序名和源程序及其运行结果。
（要注明存储各个程序及其运行结果的主机IP地址和目录。
）5）运行结果与运行情况（提示:(1)连续存储区可用数组实现。
(2)编译命令可用： cc-lpthread-o 目标文件名源文件名(3)多线程编程方法参见附件。
）1设计题目与要求1.1 设计题目用多线程同步方法解决睡眠理发师问题（Sleeping-Barber Problem)1.2 设计要求 1.2.1 初始条件（1）操作系统：Linux（2）程序设计语言：C语言（3）设有一个理发师，5把椅子（另外还有一把理发椅），几把椅子可用连续存储单元。
1.2.2 技术要求（1）为每个理发师／顾客产生一个线程，设计正确的同步算法（2）每个顾客进入理发室后，即时显示“Entered” 及其线程自定义标识，还同时显示理发室共有几名顾客及其所坐的位置。
（3）至少有10个顾客，每人理发至少3秒钟。
多线程游戏课程设计
多线程游戏课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解多线程编程的基本概念，掌握游戏开发中多线程的使用方法。
2. 学生能运用所学知识分析并解决游戏中存在的多线程问题，提高游戏性能。
3. 学生了解多线程在游戏开发中的优势和局限性。
技能目标：1. 学生能够运用编程语言（如C++、Java等）实现多线程游戏逻辑。
2. 学生掌握多线程同步、互斥等机制，能够在游戏开发中避免潜在的问题。
3. 学生具备分析和优化多线程游戏性能的能力。
情感态度价值观目标：1. 学生通过多线程游戏课程的学习，培养对编程和游戏开发的兴趣和热情。
2. 学生在团队合作中，学会沟通与协作，提高解决问题的能力。
3. 学生认识到多线程技术在游戏行业及其他领域的重要性，增强学习动力。
本课程针对高年级学生，结合游戏开发实际需求，旨在帮助学生掌握多线程编程技术，提高游戏开发能力。
课程性质以实践为主，注重培养学生的动手能力和解决问题的能力。
通过本课程的学习，学生将能够独立完成多线程游戏项目的开发，为未来从事游戏行业及相关工作打下坚实基础。
二、教学内容1. 多线程基础理论- 线程与进程的概念与区别- 线程的创建、运行与销毁- 线程的同步与互斥机制2. 多线程编程技术- 线程池的原理与使用- 锁的概念及应用- 条件变量与信号量- 线程间通信方法3. 多线程游戏应用实例- 游戏场景中的多线程应用- 网络游戏中的多线程编程- 多线程在游戏资源加载与更新的应用4. 多线程性能优化- 线程调度策略- 死锁与饥饿问题- 性能分析与优化方法5. 实践项目- 设计并实现一个多线程游戏示例- 分析并优化现有游戏项目的多线程性能- 团队合作完成一个多线程游戏项目教学内容按照教学大纲安排，结合教材相关章节，系统性地组织。
在教学过程中，注重理论与实践相结合，通过实例分析和实践项目，使学生更好地掌握多线程编程技术在游戏开发中的应用。
教学内容涵盖了多线程基础理论、编程技术、游戏应用实例、性能优化等方面，旨在培养学生具备独立开发多线程游戏的能力。
多线程互斥课程设计
多线程互斥课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解多线程编程的基本概念，掌握线程的创建、同步与互斥方法。
2. 学生能够掌握互斥锁的概念及使用方法，理解线程安全的重要性。
3. 学生能够了解死锁、饥饿等并发问题的原因及解决办法。
技能目标：1. 学生能够运用所学知识，编写简单的多线程程序，实现线程的互斥操作。
2. 学生能够分析并解决多线程程序中的并发问题，提高程序的正确性和稳定性。
3. 学生能够通过实际案例，学会调试多线程程序，提高程序调试能力。
情感态度价值观目标：1. 学生能够认识到多线程编程在实际应用中的重要性，增强学习兴趣。
2. 学生能够在团队协作中发挥积极作用，培养合作意识和沟通能力。
3. 学生能够勇于面对并发编程中的挑战，培养解决问题的耐心和毅力。
本课程针对高中信息技术课程中的编程模块，结合学生已掌握的单线程编程知识，设计多线程互斥课程。
课程注重理论与实践相结合，充分考虑学生的认知特点和能力水平，以培养学生的编程思维和实际操作能力为目标。
通过本课程的学习，学生将能够掌握多线程编程的基本方法，提高解决实际问题的能力，为后续深入学习并发编程打下坚实基础。
二、教学内容1. 多线程基本概念：线程与进程的区别、多线程的优势与应用场景。
2. 线程的创建与管理：线程的创建、启动、同步与互斥方法，线程的生命周期。
3. 互斥锁：互斥锁的概念、使用方法，线程安全的重要性。
4. 并发问题：死锁、饥饿的原因及解决办法，避免并发问题的策略。
5. 多线程程序设计：案例分析与编程实践，实现线程的互斥操作。
6. 多线程调试：调试工具的使用，分析并解决多线程程序中的问题。
本章节教学内容依据课程目标，紧密结合课本相关章节，系统地组织与安排。
教学大纲分为以下六个部分：1. 引入多线程基本概念，让学生了解并发编程的背景和意义。
2. 讲解线程的创建与管理，使学生掌握多线程编程的基本方法。
3. 深入介绍互斥锁，让学生明白线程安全的重要性。
多线程同步互斥课程设计
多线程同步互斥课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生理解多线程编程的基本概念，掌握线程的创建、同步和互斥机制。
2. 学生能够描述线程的生命周期，了解线程的同步互斥方法，如互斥锁、信号量等。
3. 学生掌握解决多线程并发问题的策略，了解死锁、饥饿等现象及其解决方案。
技能目标：1. 学生能够运用所学知识，编写简单的多线程同步互斥程序，提高程序执行效率。
2. 学生具备分析多线程并发问题，设计合理同步互斥方案的能力。
3. 学生能够通过实际案例，学会调试多线程程序，解决实际问题。
情感态度价值观目标：1. 培养学生面对复杂问题时的耐心和细心，提高他们解决问题的自信心。
2. 培养学生团队协作意识，学会在团队中分享、交流和合作。
3. 增强学生对计算机科学技术的兴趣，激发他们探索新技术的热情。
本课程针对高中年级学生，结合学科特点，注重理论与实践相结合，旨在提高学生的编程能力和解决实际问题的能力。
课程目标具体、可衡量，以便学生和教师能够清晰地了解课程的预期成果，为后续的教学设计和评估奠定基础。
二、教学内容1. 多线程基本概念：线程的定义、多线程的优势与劣势、线程与进程的关系。
相关教材章节：第3章“多线程编程基础”。
2. 线程的创建与管理：线程的创建方法、线程的生命周期、线程的同步与互斥。
相关教材章节：第3章“线程的创建与管理”。
3. 同步互斥方法：互斥锁、信号量、条件变量、读写锁等。
相关教材章节：第4章“线程同步与互斥”。
4. 死锁与饥饿问题：死锁的定义、产生原因、预防与避免策略；饥饿现象及解决方案。
相关教材章节：第5章“多线程并发问题及解决方案”。
5. 多线程编程实例分析：分析实际案例，掌握多线程编程技巧，解决实际问题。
相关教材章节：第6章“多线程编程实例”。
6. 调试与优化：多线程程序调试方法、性能优化策略。
相关教材章节：第7章“多线程程序调试与优化”。
教学内容按照以上大纲安排，注重理论与实践相结合，以教材为依据，确保课程的科学性和系统性。
多线程 教学案例设计
多线程教学案例设计一、教学目标。
1. 让学生能够理解多线程的概念，知道多线程在程序运行中的作用。
2. 学生能够掌握创建多线程的基本方法，在简单的程序中应用多线程技术。
3. 培养学生解决多线程并发可能产生问题的能力，像线程安全等。
二、教学重难点。
重点。
1. 多线程的概念及原理，这个就像是一群小助手同时干活，而不是一个小助手干完一件事再干下一件。
2. 如何创建多线程，就像学习如何召唤这些小助手来干活。
难点。
1. 理解线程的同步和互斥，这就好比多个小助手同时要使用一个工具，得有个规则，不能乱抢。
2. 处理多线程中的资源共享问题，就像小助手们共用的材料，不能同时被两个小助手弄乱了。
三、教学方法。
1. 实例演示法。
通过有趣的实例来展示多线程的运行过程，让学生更直观地感受。
2. 小组讨论法。
让学生分组讨论多线程相关的问题，激发他们的思维，就像小蚂蚁们一起商量怎么搬运食物一样。
3. 问题引导法。
提出一些有趣的问题引导学生思考，像“如果几个小厨师同时做菜会发生什么呢？”这种。
四、教学过程。
1. 课程导入（5分钟）给学生讲一个故事：“同学们，想象一下，咱们有一个大厨房，现在只有一个厨师（单线程）。
这个厨师要做很多菜，他得一道一道来，先洗菜、切菜、炒菜，一道菜做完了才能做下一道。
但是呢，如果咱们有好几个厨师（多线程），他们就可以同时做不同的菜，是不是速度就会快很多呀？这就是咱们今天要讲的多线程。
”2. 多线程概念讲解（10分钟）用更形象的方式解释多线程：“线程就像是在程序这个大工厂里的小工人。
多线程呢，就是有好几个小工人同时工作。
比如说，咱们的电脑里，一边在下载电影（一个线程），一边在播放音乐（另一个线程），它们可以同时进行，互不干扰，这就是多线程在起作用。
”然后在黑板上简单画一个图，有几个小人（代表线程）同时在做不同的事情，比如一个在搬东西，一个在扫地。
3. 创建多线程的方法（15分钟）（1）在代码中演示一种常见的创建多线程的方法，比如在Java中使用Thread类或者Runnable接口。
第五章 多线程.pptx
• 示例2：在run中设置异常代码，例如数组越 界异常，看执行结果？
– 结论：异常不会影响其它线程的执行。
5.3 多线程程序创建方法
• 创建方法二：实现Runnable接口
– 步骤：
• 1、定义类实现Runnable接口； • 2、覆盖接口中的run方法，将线程的任务代码封装到run 方法中； • 3、通过Thread类创建线程对象，并将Runable接口的子类 对象作为Thread类的构造函数的参数进行传递；
• 什么效果？为什么？ • 如何区分执行的线程？
– Thread类中的构造函数 – 可以通过Thread类中的getName方法获取线程的名 称；（ Thread.currentThread() 取得当前线程）
5.2 多线程程序创建方法
• 在主线程中设置出现异常代码：
d1.start(); d2.start(); System.out.println(1/0);
• 同步的前提：
– 必须有多个线程并使用同一个锁； – 例如：将买票中的锁(Object obj=new Object)定义在 run方法中，看会出现什么问题？
void run() { Object obj=new Object(); While(true) { Synchronized(obj) { //code } } }
while(!Thread.currentThread().isInterrupted()) { }
//执行的代码
• 但是如果一个线程被阻塞，它就无法检查中断 状态，就产生InterruptedException异常：当一 个被阻塞的线程调用interrupt()方法，阻塞调 用（sleep或wait）就会被InterruptedE.1 同步代码块
多线程的同步的课程设计
多线程的同步的课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解多线程编程的基本概念，掌握线程的创建、同步与通信方法；2. 学会分析多线程程序中的竞态条件、死锁等问题，并掌握解决策略；3. 了解多线程程序的性能优化方法。
技能目标：1. 能够运用所学知识编写简单的多线程程序，实现任务并行处理；2. 能够运用同步机制解决多线程程序中的竞态条件、死锁等问题；3. 能够对多线程程序进行性能分析与优化。
情感态度价值观目标：1. 培养学生积极主动探究多线程编程的兴趣，提高编程实践能力；2. 培养学生团队合作精神，学会在团队中分享与交流；3. 增强学生对程序性能优化的意识，培养良好的编程习惯。
课程性质：本课程为计算机科学与技术专业课程，旨在帮助学生掌握多线程编程技术，提高程序设计能力。
学生特点：学生已具备一定的编程基础，熟悉面向对象编程思想，但多线程编程实践经验不足。
教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，强调动手实践，提高学生的编程技能和问题解决能力。
通过本课程的学习，使学生能够独立设计并实现多线程程序，具备一定的程序性能优化能力。
1. 多线程基本概念：线程与进程的关系、线程的创建与生命周期、线程的优先级与调度；2. 线程同步与通信：互斥锁、条件变量、信号量、管程等同步机制，以及线程间通信的方法；3. 多线程问题分析：竞态条件、死锁、饥饿等问题的原因与解决策略；4. 多线程程序性能优化：线程池、任务分解、负载均衡等优化方法；5. 实践案例分析：分析并优化经典多线程程序案例。
教学内容安排与进度：1. 第一周：多线程基本概念，线程创建与生命周期；2. 第二周：线程优先级与调度，互斥锁与条件变量；3. 第三周：信号量、管程等同步机制，线程间通信；4. 第四周：多线程问题分析，解决竞态条件、死锁等问题；5. 第五周：多线程程序性能优化，实践案例分析。
教材章节关联：1. 《计算机操作系统》第四章：进程与线程；2. 《计算机操作系统》第五章：进程同步与互斥；3. 《计算机操作系统》第六章：进程通信与死锁；4. 《计算机操作系统》第七章：多线程编程与优化。
多线程教案及实例
food fd;
int f=0;
public rabbit(food fd){this.fd=fd;}
public void run(){
for(i=1;i<11;i++){
System.out.println("兔子跑到了"+i+"米处");
if(fd.food>0)
{
fd.food--;f++;
rabbit r2=new rabbit();
r1.start();
r2.start();
}
class tortoise extends Thread{
int i,f=0;
public void run(){
for(i=1;i<=10;i++){
System.out.println("乌龟跑到了"+i+"米处");
if(food>0){
food--;f++;
System.out.println("乌龟吃了第"+f+"个食物，还剩food="+food);
}
}
}
}Байду номын сангаас
class rabbit extends Thread{
int i,f=0;
public void run(){
for(i=1;i<=10;i++){
System.out.println("兔子跑到了"+i+"米处");
教学课件-多线程
多任务、多进程、多线程
一般来说，当运行一个应用程序的时候，就启动 了一个进程，当然有些会启动多个进程。启动进 程的时候，操作系统会为进程分配资源，其中最 主要的资源是内存空间，因为程序是在内存中运 行的。在进程中，有些程序流程块是可以乱序执 行的，并且这个代码块可以同时被多次执行。实 际上，这样的代码块就是线程体。线程是进程中 乱序执行的代码流程。当多个线程同时运行的时 候，这样的执行模式成为并发执行。 多线程的目的是为了最大限度的利用CPU资源。
Thread类主要方法(续)
public void start()
使该线程开始执行；Java 虚拟机调用该线程的 run 方法。 结果是两个线程并发地运行；当前线程（从调 用返回给 start 方法）和另一个线程（执行其 run 方法）。 多次启动一个线程是非法的。特别是当线程已经结束 执行后，不能再重新启动。 抛出： IllegalThreadStateException - 如果线程已 经启动。
分由多线程来处理，这样可以增强整个程序的吞吐量，加快反应时间。例如：
浏览器程序就是一个多线程的例子， 当下载一个应用程序或图片时，可以同时进 行其他任务，例如播放动画或声音的应用程序、打印某些内容、进行排序或者其 他工作。
聊天室（多人同时聊天）
在现实生活中，很多的过程都具有多条线索同时动作的特性，例如，我们可以一边走 路，一边接电话，两件事并行。如果不允许这样做，我们会感觉很难受。
用word编辑文稿时，同时在另一个窗口下载音乐，这两个独 立的程序在同时运行，称为两个进程。 一个应用程序的执行（如java程序）也对应于一个进程。 操作系统周期性的讲CPU切换到不同的任务，分时间片轮流 运行每一个进程，而每一个进程都像是连续运行的。每一个 进程占有自己的内存空间。
多线程同步的课程设计
多线程同步的课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解多线程编程的基本概念，掌握线程的创建、同步与通信方法。
2. 学生能运用所学知识分析实际案例，设计出合理的多线程同步方案。
3. 学生了解多线程同步在软件开发中的应用场景，如资源共享、生产者-消费者问题等。
技能目标：1. 学生能运用编程语言（如Java、C#等）实现多线程的创建与同步。
2. 学生能运用同步机制解决多线程并发问题，提高程序执行效率。
3. 学生具备分析多线程同步问题、设计解决方案的能力。
情感态度价值观目标：1. 学生通过学习多线程同步，培养团队协作意识，理解协作的重要性。
2. 学生在解决多线程同步问题的过程中，培养耐心、细心和问题解决能力。
3. 学生认识到多线程同步在实际软件开发中的价值，激发对编程的兴趣和热情。
本课程针对高年级学生，考虑其已具备一定的编程基础，注重培养实际编程能力和问题解决能力。
课程性质为理论联系实践，强调学生的动手实践和思考。
教学要求注重引导学生主动探索、合作交流，将目标分解为具体的学习成果，为后续的教学设计和评估提供明确依据。
二、教学内容本章节教学内容主要包括以下三个方面：1. 多线程基础：- 线程的概念、生命周期和状态转换。
- 线程的创建与运行：介绍使用编程语言（如Java、C#等）创建线程的方法。
- 线程同步机制：互斥锁、信号量、条件变量等。
2. 多线程同步方法：- 同步问题的产生及解决方法：死锁、竞态条件等。
- 同步机制的应用：生产者-消费者问题、读写锁等。
- 线程通信：管程、消息队列等。
3. 多线程同步案例分析：- 分析实际案例，如文件读写、数据库操作等。
- 设计多线程同步方案，解决实际问题。
- 优化多线程同步方案，提高程序性能。
教学内容安排和进度如下：1. 第一周：多线程基础，包括线程概念、创建与运行。
2. 第二周：多线程同步机制，包括互斥锁、信号量等。
3. 第三周：多线程同步方法及其应用，包括生产者-消费者问题、读写锁等。
VB语言第5章教案：多线程编程探究
VB语言第5章教案：多线程编程探究多线程编程探究随着计算机技术的日益发展，计算机的性能和速度不断提高，但是，单一线程的计算机性能却很难实现进一步的提升。
因此，多线程编程技术成为了计算机技术领域的一个热门话题。
VB语言第5章教案也跟随着这一潮流，探究了多线程编程技术。
接下来，笔者将从多线程的定义、多线程的优点以及多线程的实现等方面，对VB语言第5章教案内容进行分析和总结。
一、多线程的定义线程是计算机中最小的执行单元，它是进程的一个实体，是CPU 进行调度的基本单位。
多线程技术是指在一个程序中，有多个并发执行的线程。
也就是说，在一个单独的程序中，可以同时运行多个线程，并且每个线程都可以独立运行，使用独立的堆空间和栈空间。
多线程编程技术是可以将一个任务分成多个线程来完成，通过线程之间的协作来提高程序的效率。
二、多线程的优点多线程编程技术具有以下几个优点：1.提高程序的效率：多线程可以将一个程序分成多个线程来执行，每个线程都是独立执行的，这样能够充分利用CPU的资源，提高程序的执行效率。
2.程序的响应速度更快：多线程可以将一些比较耗时的任务交给其他线程来执行，同时主线程可以处理其他任务，这样可以使程序的响应速度更快。
3.提高程序的稳定性：多线程可以将程序分成多个独立的线程来执行，这样不同的线程之间可以进行独立的资源管理和内存管理，能够避免由于某个线程出现异常而导致整个程序崩溃的问题。
4.充分利用多核CPU的优势：随着云计算和大数据时代的到来，计算机CPU的核心数量也越来越多，多线程编程技术可以充分利用多核CPU的优势，提高程序的并发能力。
三、多线程的实现在VB语言中，使用多线程编程技术可以使用Thread类来实现。
Thread类是一个用于创建和控制线程的类，通过这个类，可以创建一个新的线程，在这个新的线程中执行一些操作。
在VB语言中，可以通过以下几个步骤来实现多线程：1.创建一个代表新线程的Thread类实例。
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传智播客《Java基础入门》教学设计课程名称：Java基础教程授课年级：2014年级授课学期：2014学年第一学期教师姓名：某某老师2014年05月09日课题名称第5章多线程计划学时6课时内容分析多线程就是指一个应用程序中有多条并发执行的线索，每条线索都被称作一个线程，它们会交替执行，彼此间可以进行通信。
本章将针对Java线程的相关知识进行详细地讲解，其中包括线程的创建、线程的生命周期、线程的优先级、线程的同步以及线程的通信等教学目标及基本要求要求学生熟悉进程、线程的概念，掌握线程创建的两种方式，线程的生命周期中的五种状态以及五种状态之间的转换，了解线程的调度，线程的安全和同步以及多线程之间的通信。
重点及措施教学重点：多线程的概念、线程的生命周期及状态转换、线程的生命周期、多线程通信难点及措施教学难点：线程的生命周期、线程的安全和同步、线程的生命周期及状态转换教学方式教学采用教师课堂讲授为主，使用教学PPT讲解教学过程第一课时（线程概念、线程的创建）线程概念✧进程在一个操作系统中，每个独立执行的程序都可称之为一个进程，也就是“正在运行的程序”。
目前大部分计算机上安装的都是多任务操作系统，即能够同时执行多个应用程序，最常见的有Windows、Linux、Unix等。
✧线程每个运行的程序都是一个进程，在一个进程中还可以有多个执行单元同时运行，这些执行单元可以看做程序执行的一条条线索，被称为线程。
✧单线程和多线程的区别在前面章节所接触过的程序中，代码都是按照调用顺序依次往下执行，没有出现两段程序代码交替运行的效果，这样的程序称作单线程程序。
如果希望程序中实现多段程序代码交替运行的效果，则需要创建多个线程，即多线程程序。
多线程程序在运行时，每个线程之间都是独立的，它们可以并发执行，如下图所示。
程序线程2线程3线程1线程的创建✧两种创建线程的方式在Java中，线程的创建方式有两种，具体如下：●继承Thread类，覆写Thread类的run()方法，示例代码如下：class MyThread extends Thread {public void run() {while (true) { // 通过死循环语句打印输出System.out.println("MyThread类的run()方法在运行");}}}●实现Runnable接口，示例代码如下：class MyThread implements Runnable {// 线程的代码段，当调用start()方法时，线程从此处开始执行public void run() {while (true) {System.out.println("MyThread类的run()方法在运行");}}}✧两种实现多线程方式比较实现Runnable接口相对于继承Thread类来说，有如下显著的好处：1、适合多个相同程序代码的线程去处理同一个资源的情况，把线程同程序代码、数据有效的分离，很好的体现了面向对象的设计思想。
2、可以避免由于Java的单继承带来的局限性。
在开发中经常碰到这样一种情况，就是使用一个已经继承了某一个类的子类创建线程，由于一个类不能同时有两个父类，所以不能用继承Thread类的方式，那么就只能采用实现Runnable接口的方式。
事实上，大部分的多线程应用都会采用第二种方式，即实现Runnable接口。
第二课时（线程的生命周期、状态转换）线程的生命周期线程整个生命周期可以分为五个阶段，具体如下：●新建状态(New)创建一个线程对象后，该线程对象就处于新建状态，此时它不能运行，和其它Java对象一样，仅仅由Java虚拟机为其分配了内存，没有表现出任何线程的动态特征。
●就绪状态(Runnable)当线程对象调用了start()方法后，该线程就进入就绪状态（也称可运行状态）。
处于就绪状态的线程位于可运行池中，此时它只是具备了运行的条件，能否获得CPU的使用权开始运行，还需要等待系统的调度。
●运行状态(Running)如果处于就绪状态的线程获得了CPU的使用权，开始执行run()方法中的线程执行体，则该线程处于运行状态。
当一个线程启动后，它不可能一直处于运行状态(除非它的线程执行体足够短，瞬间就结束了)，当使用完系统分配的时间后，系统就会剥夺该线程占用的CPU 资源，让其它线程获得执行的机会。
需要注意的是，只有处于就绪状态的线程才可能转换到运行状态。
● 阻塞状态(Blocked)一个正在执行的线程在某些特殊情况下，如执行耗时的输入/输出操作时，会放弃CPU 的使用权，进入阻塞状态。
线程进入阻塞状态后，就不能进入排队队列。
只有当引起阻塞的原因被消除后，线程才可以转入就绪状态。
● 死亡状态(Terminated)线程的run()方法正常执行完毕或者线程抛出一个未捕获的异常(Exception)、错误(Error)，线程就进入死亡状态。
一旦进入死亡状态，线程将不再拥有运行的资格，也不能再转换到其它状态。
线程的状态转换线程的不同状态表明了线程当前正在进行的活动。
在程序中，通过一些操作，可以使线程在不同状态之间转换，如下图所示。
新建状态就绪状态运行状态阻塞状态死亡状态start()获得CPU 使用权失去CPU 使用权等待同步锁调用IO 阻塞方法调用wait()方法调用join()方法调用sleep()方法获得同步锁阻塞IO 方法返回调用notify()方法调用join()的线程终止sleep()时间到run()执行完Exception 或Error线程由运行状态转成阻塞状态和从阻塞状态转成就绪状态的情形如下：● 当线程试图获取某个对象的同步锁时，如果该锁被其它线程所持有， 则当前线程会进入阻塞状态，如果想从阻塞状态进入就绪状态必须得获取到其它线程所持有的锁。
● 当线程调用了一个阻塞式的IO 方法时，该线程就会进入阻塞状态，如 果想进入就绪状态就必须要等到这个阻塞的IO 方法返回。
● 当线程调用了某个对象的wait()方法时，也会使线程进入阻塞状态，如果想进入就绪状态就需要使用notify()方法唤醒该线程。
● 当线程调用了Thread 的sleep(long millis)方法时，也会使线程进入阻塞状态，在这种情况下，只需等到线程睡眠的时间到了以后，线程就会自动进入就绪状态。
● 当在一个线程中调用了另一个线程的join()方法时，会使当前线程进入阻塞状态，在这种情况下，需要等到新加入的线程运行结束后才会结束阻塞状态，进入就绪状态。
第三课时 （线程的调度）线程的调度✧ 概念程序中的多个线程是并发执行的，某个线程若想被执行必须要得到CPU 的使用权。
Java 虚拟机会按照特定的机制为程序中的每个线程分配CPU 的使用权，这种机制被称作线程的调度。
✧线程调度的模型线程调度有两种模型，分别是分时调度模型和抢占式调度模型：●分时调度模型所谓分时调度模型是指让所有的线程轮流获得CPU的使用权，并且平均分配每个线程占用的CPU的时间片。
●抢占式调度模型抢占式调度模型是指让可运行池中优先级高的线程优先占用CPU，而对于优先级相同的线程，随机选择一个线程使其占用CPU，当它失去了CPU的使用权后，再随机选择其它线程获取CPU使用权。
✧线程的优先级在应用程序中，如果要对线程进行调度，最直接的方式就是设置线程的优先级。
优先级越高的线程获得CPU执行的机会越大，而优先级越低的线程获得CPU执行的机会越小。
线程的优先级用1~10之间的整数来表示，数字越大优先级越高。
除此职位，还可以使用Thread类中提供的三个静态常量表示线程的优先级，具体如下：✧线程休眠如果希望人为地控制线程，使正在执行的线程暂停，将CPU让给别的线程，这时可以使用静态方法sleep(long millis)，该方法可以让当前正在执行的线程暂停一段时间，进入休眠等待状态。
当前线程调用sleep(long millis)方法后，在指定时间(参数millis)内该线程是不会执行的，这样其它的线程就可以得到执行的机会了。
需要注意的是，sleep()是静态方法，只能控制当前正在运行的线程休眠，而不能控制其它线程休眠。
当休眠时间结束后，线程就会返回到就绪状态，而不是立即开始运行。
✧线程让步线程让步可以通过yield()方法来实现，该方法和sleep()方法有点相似，都可以让当前正在运行的线程暂停，区别在于yield()方法不会阻塞该线程，它只是将线程转换成就绪状态，让系统的调度器重新调度一次。
当某个线程调用yield()方法之后，只有与当前线程优先级相同或者更高的线程才能获得执行的机会。
✧线程插队在Thread类中提供了一个join()方法来实现这个“功能”。
当在某个线程中调用其它线程的join()方法时，调用的线程将被阻塞，直到被join()方法加入的线程执行完成后它才会继续运行。
第四课时（多线程同步、多线程通信）多线程同步线程安全问题模拟窗口售票程序，假如共有10张票出售，并在售票的代码中每次售票时线程休眠10毫秒，如下所示。
public class Example11 {public static void main(String[] args) {// 创建Ticket1 对象SaleThread saleThread = new SaleThread();// 创建并开启四个线程new Thread(saleThread, "线程一").start();new Thread(saleThread, "线程二").start();new Thread(saleThread, "线程三").start();new Thread(saleThread, "线程四").start();}}// 定义Ticket1类实现Runnable接口class SaleThread implements Runnable {private int tickets = 10; // 10张票public void run() {while (tickets > 0) {try {Thread.sleep(10); // 经过此处的线程休眠10毫秒} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "---卖出的票"+ tickets--);}}}运行结果如下图所示。
从上图可以看出，售出的票出现了0、-1、-2这样的票号，这种现象是不应该出现的，因此，上面的多线程程序存在安全问题。