java多线程的作用(java gui图形界面编程)

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很多朋友对于java多线程的作用和java gui图形界面编程不太懂,今天就由小编来为大家分享,希望可以帮助到大家,下面一起来看看吧!

一、java中多线程地并发运行是什么意思有什么作用.好处

1、如果并发的线程数量很多,并且每个线程都是执行一个时间很短的任务就结束了,这样频繁创建线程就会大大降低系统的效率,因为频繁创建线程和销毁线程需要时间。因此我们可以用多线程处理并发运行,提高资源利用率;

2、假如有一个工厂,工厂里面有10个工人,每个工人同时只能做一件任务。

3、因此只要当10个工人中有工人是空闲的,来了任务就分配给空闲的工人做;

4、当10个工人都有任务在做时,如果还来了任务,就把任务进行排队等待;

5、如果说新任务数目增长的速度远远大于工人做任务的速度,那么此时工厂主管可能会想补救措施,比如重新招4个临时工人进来;

6、然后就将任务也分配给这4个临时工人做;

7、如果说着14个工人做任务的速度还是不够,此时工厂主管可能就要考虑不再接收新的任务或者抛弃前面的一些任务了。

8、当这14个工人当中有人空闲时,而新任务增长的速度又比较缓慢,工厂主管可能就考虑辞掉4个临时工了,只保持原来的10个工人,毕竟请额外的工人是要花钱的。

二、java的多线程有什么用处

1、这是javaeye上非常经典的关于线程的帖子,写的非常通俗易懂的,适合任何读计算机的同学.

2、我们可以在计算机上运行各种计算机软件程序。每一个运行的程序可能包括多个独立运行的线程(Thread)。

3、线程(Thread)是一份独立运行的程序,有自己专用的运行栈。线程有可能和其他线程共享一些资源,比如,内存,文件,数据库等。

4、当多个线程同时读写同一份共享资源的时候,可能会引起冲突。这时候,我们需要引入线程“同步”机制,即各位线程之间要有个先来后到,不能一窝蜂挤上去抢作一团。

5、同步这个词是从英文synchronize(使同时发生)翻译过来的。我也不明白为什么要用这个很容易引起误解的词。既然大家都这么用,咱们也就只好这么将就。

6、线程同步的真实意思和字面意思恰好相反。线程同步的真实意思,其实是“排队”:几个线程之间要排队,一个一个对共享资源进行操作,而不是同时进行操作。

7、因此,关于线程同步,需要牢牢记住的第一点是:线程同步就是线程排队。同步就是排队。线程同步的目的就是避免线程“同步”执行。这可真是个无聊的绕口令。

8、关于线程同步,需要牢牢记住的第二点是“共享”这两个字。只有共享资源的读写访问才需要同步。如果不是共享资源,那么就根本没有同步的必要。

9、关于线程同步,需要牢牢记住的第三点是,只有“变量”才需要同步访问。如果共享的资源是固定不变的,那么就相当于“常量”,线程同时读取常量也不需要同步。至少一个线程修改共享资源,这样的情况下,线程之间就需要同步。

10、关于线程同步,需要牢牢记住的第四点是:多个线程访问共享资源的代码有可能是同一份代码,也有可能是不同的代码;无论是否执行同一份代码,只要这些线程的代码访问同一份可变的共享资源,这些线程之间就需要同步。

11、为了加深理解,下面举几个例子。

12、有两个采购员,他们的工作内容是相同的,都是遵循如下的步骤:

13、(1)到市场上去,寻找并购买有潜力的样品。

14、这两个人的工作内容虽然一样,他们都需要购买样品,他们可能买到同样种类的样品,但是他们绝对不会购买到同一件样品,他们之间没有任何共享资源。所以,他们可以各自进行自己的工作,互不干扰。

15、这两个采购员就相当于两个线程;两个采购员遵循相同的工作步骤,相当于这两个线程执行同一段代码。

16、下面给这两个采购员增加一个工作步骤。采购员需要根据公司的“布告栏”上面公布的信息,安排自己的工作计划。

17、这两个采购员有可能同时走到布告栏的前面,同时观看布告栏上的信息。这一点问题都没有。因为布告栏是只读的,这两个采购员谁都不会去修改布告栏上写的信息。

18、下面增加一个角色。一个办公室行政人员这个时候,也走到了布告栏前面,准备修改布告栏上的信息。

19、如果行政人员先到达布告栏,并且正在修改布告栏的内容。两个采购员这个时候,恰好也到了。这两个采购员就必须等待行政人员完成修改之后,才能观看修改后的信息。

20、如果行政人员到达的时候,两个采购员已经在观看布告栏了。那么行政人员需要等待两个采购员把当前信息记录下来之后,才能够写上新的信息。

21、上述这两种情况,行政人员和采购员对布告栏的访问就需要进行同步。因为其中一个线程(行政人员)修改了共享资源(布告栏)。而且我们可以看到,行政人员的工作流程和采购员的工作流程(执行代码)完全不同,但是由于他们访问了同一份可变共享资源(布告栏),所以他们之间需要同步。

22、前面讲了为什么要线程同步,下面我们就来看如何才能线程同步。

23、线程同步的基本实现思路还是比较容易理解的。我们可以给共享资源加一把锁,这把锁只有一把钥匙。哪个线程获取了这把钥匙,才有权利访问该共享资源。

24、生活中,我们也可能会遇到这样的例子。一些超市的外面提供了一些自动储物箱。每个储物箱都有一把锁,一把钥匙。人们可以使用那些带有钥匙的储物箱,把东西放到储物箱里面,把储物箱锁上,然后把钥匙拿走。这样,该储物箱就被锁住了,其他人不能再访问这个储物箱。(当然,真实的储物箱钥匙是可以被人拿走复制的,所以不要把贵重物品放在超市的储物箱里面。于是很多超市都采用了电子密码锁。)

25、线程同步锁这个模型看起来很直观。但是,还有一个严峻的问题没有解决,这个同步锁应该加在哪里?

26、当然是加在共享资源上了。反应快的读者一定会抢先回答。

27、没错,如果可能,我们当然尽量把同步锁加在共享资源上。一些比较完善的共享资源,比如,文件系统,数据库系统等,自身都提供了比较完善的同步锁机制。我们不用另外给这些资源加锁,这些资源自己就有锁。

28、但是,大部分情况下,我们在代码中访问的共享资源都是比较简单的共享对象。这些对象里面没有地方让我们加锁。

29、读者可能会提出建议:为什么不在每一个对象内部都增加一个新的区域,专门用来加锁呢?这种设计理论上当然也是可行的。问题在于,线程同步的情况并不是很普遍。如果因为这小概率事件,在所有对象内部都开辟一块锁空间,将会带来极大的空间浪费。得不偿失。

30、于是,现代的编程语言的设计思路都是把同步锁加在代码段上。确切的说,是把同步锁加在“访问共享资源的代码段”上。这一点一定要记住,同步锁是加在代码段上的。

31、同步锁加在代码段上,就很好地解决了上述的空间浪费问题。但是却增加了模型的复杂度,也增加了我们的理解难度。

32、现在我们就来仔细分析“同步锁加在代码段上”的线程同步模型。

33、首先,我们已经解决了同步锁加在哪里的问题。我们已经确定,同步锁不是加在共享资源上,而是加在访问共享资源的代码段上。

34、其次,我们要解决的问题是,我们应该在代码段上加什么样的锁。这个问题是重点中的重点。这是我们尤其要注意的问题:访问同一份共享资源的不同代码段,应该加上同一个同步锁;如果加的是不同的同步锁,那么根本就起不到同步的作用,没有任何意义。

35、这就是说,同步锁本身也一定是多个线程之间的共享对象。

36、为了加深理解,举几个代码段同步的例子。

37、不同语言的同步锁模型都是一样的。只是表达方式有些不同。这里我们以当前最流行的Java语言为例。Java语言里面用synchronized关键字给代码段加锁。整个语法形式表现为

38、//访问共享资源,需要同步的代码段

39、这里尤其要注意的就是,同步锁本身一定要是共享的对象。

40、Object lock1= new Object();//产生一个同步锁

41、上面这段代码没有任何意义。因为那个同步锁是在函数体内部产生的。每个线程调用这段代码的时候,都会产生一个新的同步锁。那么多个线程之间,使用的是不同的同步锁。根本达不到同步的目的。

42、同步代码一定要写成如下的形式,才有意义。

43、public static final Object lock1= new Object();

44、synchronized(lock1){// lock1是公用同步锁

45、你不一定要把同步锁声明为static或者public,但是你一定要保证相关的同步代码之间,一定要使用同一个同步锁。

46、讲到这里,你一定会好奇,这个同步锁到底是个什么东西。为什么随便声明一个Object对象,就可以作为同步锁?

47、在Java里面,同步锁的概念就是这样的。任何一个Object Reference都可以作为同步锁。我们可以把Object Reference理解为对象在内存分配系统中的内存地址。因此,要保证同步代码段之间使用的是同一个同步锁,我们就要保证这些同步代码段的synchronized关键字使用的是同一个Object Reference,同一个内存地址。这也是为什么我在前面的代码中声明lock1的时候,使用了final关键字,这就是为了保证lock1的Object Reference在整个系统运行过程中都保持不变。

48、一些求知欲强的读者可能想要继续深入了解synchronzied(同步锁)的实际运行机制。Java虚拟机规范中(你可以在google用“JVM Spec”等关键字进行搜索),有对synchronized关键字的详细解释。synchronized会编译成 monitor enter,… monitor exit之类的指令对。Monitor就是实际上的同步锁。每一个Object Reference在概念上都对应一个monitor。

49、这些实现细节问题,并不是理解同步锁模型的关键。我们继续看几个例子,加深对同步锁模型的理解。

50、public static final Object lock1= new Object();

51、synchronized(lock1){// lock1是公用同步锁

52、synchronized(lock1){// lock1是公用同步锁

53、上述的代码中,代码段A和代码段B就是同步的。因为它们使用的是同一个同步锁lock1。

54、如果有10个线程同时执行代码段A,同时还有20个线程同时执行代码段B,那么这30个线程之间都是要进行同步的。

55、这30个线程都要竞争一个同步锁lock1。同一时刻,只有一个线程能够获得lock1的所有权,只有一个线程可以执行代码段A或者代码段B。其他竞争失败的线程只能暂停运行,进入到该同步锁的就绪(Ready)队列。

56、每一个同步锁下面都挂了几个线程队列,包括就绪(Ready)队列,待召(Waiting)队列等。比如,lock1对应的就绪队列就可以叫做lock1- ready queue。每个队列里面都可能有多个暂停运行的线程。

57、注意,竞争同步锁失败的线程进入的是该同步锁的就绪(Ready)队列,而不是后面要讲述的待召队列(Waiting Queue,也可以翻译为等待队列)。就绪队列里面的线程总是时刻准备着竞争同步锁,时刻准备着运行。而待召队列里面的线程则只能一直等待,直到等到某个信号的通知之后,才能够转移到就绪队列中,准备运行。

58、成功获取同步锁的线程,执行完同步代码段之后,会释放同步锁。该同步锁的就绪队列中的其他线程就继续下一轮同步锁的竞争。成功者就可以继续运行,失败者还是要乖乖地待在就绪队列中。

59、因此,线程同步是非常耗费资源的一种操作。我们要尽量控制线程同步的代码段范围。同步的代码段范围越小越好。我们用一个名词“同步粒度”来表示同步代码段的范围。

60、在Java语言里面,我们可以直接把synchronized关键字直接加在函数的定义上。

61、synchronized(this){//同步锁就是对象本身

62、同样的原则适用于静态(static)函数

63、… static synchronized… f1(){

64、synchronized(Class.forName(…)){//同步锁是类定义本身

65、但是,我们要尽量避免这种直接把synchronized加在函数定义上的偷懒做法。因为我们要控制同步粒度。同步的代码段越小越好。synchronized控制的范围越小越好。

66、我们不仅要在缩小同步代码段的长度上下功夫,我们同时还要注意细分同步锁。

67、public static final Object lock1= new Object();

68、synchronized(lock1){// lock1是公用同步锁

69、synchronized(lock1){// lock1是公用同步锁

70、synchronized(lock1){// lock1是公用同步锁

71、synchronized(lock1){// lock1是公用同步锁

72、上述的4段同步代码,使用同一个同步锁lock1。所有调用4段代码中任何一段代码的线程,都需要竞争同一个同步锁lock1。

73、我们仔细分析一下,发现这是没有必要的。

74、因为f1()的代码段A和f2()的代码段B访问的共享资源是resource1,f3()的代码段C和f4()的代码段D访问的共享资源是resource2,它们没有必要都竞争同一个同步锁lock1。我们可以增加一个同步锁lock2。f3()和f4()的代码可以修改为:

75、public static final Object lock2= new Object();

76、synchronized(lock2){// lock2是公用同步锁

77、synchronized(lock2){// lock2是公用同步锁

78、这样,f1()和f2()就会竞争lock1,而f3()和f4()就会竞争lock2。这样,分开来分别竞争两个锁,就可以大大较少同步锁竞争的概率,从而减少系统的开销。

79、同步锁模型只是最简单的同步模型。同一时刻,只有一个线程能够运行同步代码。

80、有的时候,我们希望处理更加复杂的同步模型,比如生产者/消费者模型、读写同步模型等。这种情况下,同步锁模型就不够用了。我们需要一个新的模型。这就是我们要讲述的信号量模型。

81、信号量模型的工作方式如下:线程在运行的过程中,可以主动停下来,等待某个信号量的通知;这时候,该线程就进入到该信号量的待召(Waiting)队列当中;等到通知之后,再继续运行。

82、很多语言里面,同步锁都由专门的对象表示,对象名通常叫Monitor。

83、同样,在很多语言中,信号量通常也有专门的对象名来表示,比如,Mutex,Semphore。

84、信号量模型要比同步锁模型复杂许多。一些系统中,信号量甚至可以跨进程进行同步。另外一些信号量甚至还有计数功能,能够控制同时运行的线程数。

85、我们没有必要考虑那么复杂的模型。所有那些复杂的模型,都是最基本的模型衍生出来的。只要掌握了最基本的信号量模型——“等待/通知”模型,复杂模型也就迎刃而解了。

86、我们还是以Java语言为例。Java语言里面的同步锁和信号量概念都非常模糊,没有专门的对象名词来表示同步锁和信号量,只有两个同步锁相关的关键字——volatile和synchronized。

87、这种模糊虽然导致概念不清,但同时也避免了Monitor、Mutex、Semphore等名词带来的种种误解。我们不必执着于名词之争,可以专注于理解实际的运行原理。

88、在Java语言里面,任何一个Object Reference都可以作为同步锁。同样的道理,任何一个Object Reference也可以作为信号量。

89、Object对象的wait()方法就是等待通知,Object对象的notify()方法就是发出通知。

90、public static final Object signal= new Object();

91、synchronized(singal){//首先我们要获取这个信号量。这个信号量同时也是一个同步锁

92、//只有成功获取了signal这个信号量兼同步锁之后,我们才可能进入这段代码

93、signal.wait();//这里要放弃信号量。本线程要进入signal信号量的待召(Waiting)队列

94、//可怜。辛辛苦苦争取到手的信号量,就这么被放弃了

95、//等到通知之后,从待召(Waiting)队列转到就绪(Ready)队列里面

96、//转到了就绪队列中,离CPU核心近了一步,就有机会继续执行下面的代码了。

97、//仍然需要把signal同步锁竞争到手,才能够真正继续执行下面的代码。命苦啊。

98、需要注意的是,上述代码中的signal.wait()的意思。signal.wait()很容易导致误解。signal.wait()的意思并不是说,signal开始wait,而是说,运行这段代码的当前线程开始wait这个signal对象,即进入signal对象的待召(Waiting)队列。

99、synchronized(singal){//首先,我们同样要获取这个信号量。同时也是一个同步锁。

100、//只有成功获取了signal这个信号量兼同步锁之后,我们才可能进入这段代码

101、signal.notify();//这里,我们通知signal的待召队列中的某个线程。

102、//如果某个线程等到了这个通知,那个线程就会转到就绪队列中

103、//但是本线程仍然继续拥有signal这个同步锁,本线程仍然继续执行

104、//嘿嘿,虽然本线程好心通知其他线程,

105、//但是,本线程可没有那么高风亮节,放弃到手的同步锁

106、需要注意的是,signal.notify()的意思。signal.notify()并不是通知signal这个对象本身。而是通知正在等待signal信号量的其他线程。

107、以上就是Object的wait()和notify()的基本用法。

108、实际上,wait()还可以定义等待时间,当线程在某信号量的待召队列中,等到足够长的时间,就会等无可等,无需再等,自己就从待召队列转移到就绪队列中了。

109、另外,还有一个notifyAll()方法,表示通知待召队列里面的所有线程。

110、这些细节问题,并不对大局产生影响。

111、绿色线程(Green Thread)是一个相对于操作系统线程(Native Thread)的概念。

112、操作系统线程(Native Thread)的意思就是,程序里面的线程会真正映射到操作系统的线程,线程的运行和调度都是由操作系统控制的

113、绿色线程(Green Thread)的意思是,程序里面的线程不会真正映射到操作系统的线程,而是由语言运行平台自身来调度。

114、当前版本的Python语言的线程就可以映射到操作系统线程。当前版本的Ruby语言的线程就属于绿色线程,无法映射到操作系统的线程,因此Ruby语言的线程的运行速度比较慢。

115、难道说,绿色线程要比操作系统线程要慢吗?当然不是这样。事实上,情况可能正好相反。Ruby是一个特殊的例子。线程调度器并不是很成熟。

116、目前,线程的流行实现模型就是绿色线程。比如,stackless Python,就引入了更加轻量的绿色线程概念。在线程并发编程方面,无论是运行速度还是并发负载上,都优于Python。

117、另一个更著名的例子就是ErLang(爱立信公司开发的一种开源语言)。

118、ErLang的绿色线程概念非常彻底。ErLang的线程不叫Thread,而是叫做Process。这很容易和进程混淆起来。这里要注意区分一下。

119、ErLang Process之间根本就不需要同步。因为ErLang语言的所有变量都是final的,不允许变量的值发生任何变化。因此根本就不需要同步。

120、final变量的另一个好处就是,对象之间不可能出现交叉引用,不可能构成一种环状的关联,对象之间的关联都是单向的,树状的。因此,内存垃圾回收的算法效率也非常高。这就让ErLang能够达到Soft Real Time(软实时)的效果。这对于一门支持内存垃圾回收的语言来说,可不是一件容易的事情。

三、java多线程的好处

现在世界上大多数计算机只有一块CPU.因此,充分利用CPU资源显得尤为重要。当执行单线程程序时,由于在程序发生阻塞时CPU可能会处于空闲状态。这将造成大量的计算资源的浪费。而在程序中使用多线程可以在某一个线程处于休眠或阻塞时,而CPU又恰好处于空闲状态时来运行其他的线程。这样CPU就很难有空闲的时候。因此,CPU资源就得到了充分地利用。

如果程序只完成一项任务,那只要写一个单线程的程序,并且按着执行这个任务的步骤编写代码即可。但要完成多项任务,如果还使用单线程的话,那就得在在程序中判断每项任务是否应该执行以及什么时候执行。如显示一个时钟的时、分、秒三个指针。使用单线程就得在循环中逐一判断这三个指针的转动时间和角度。如果使用三个线程分另来处理这三个指针的显示,那么对于每个线程来说就是指行一个单独的任务。这样有助于开发人员对程序的理解和维护。

当一个服务器应用程序在接收不同的客户端连接时最简单地处理方法就是为每一个客户端连接建立一个线程。然后监听线程仍然负责监听来自客户端的请求。如果这种应用程序采用单线程来处理,当监听线程接收到一个客户端请求后,开始读取客户端发来的数据,在读完数据后,read方法处于阻塞状态,也就是说,这个线程将无法再监听客户端请求了。而要想在单线程中处理多个客户端请求,就必须使用非阻塞的Socket连接和异步I/O.但使用异步I/O方式比使用同步I/O更难以控制,也更容易出错。因此,使用多线程和同步I/O可以更容易地处理类似于多请求的异步事件。

使用单线程来处理GUI事件时,必须使用循环来对随时可能发生的GUI事件进行扫描,在循环内部除了扫描GUI事件外,还得来执行其他的程序代码。如果这些代码太长,那么GUI事件就会被“冻结”,直到这些代码被执行完为止。

在现代的GUI框架(如SWING、AWT和SWT)中都使用了一个单独的事件分派线程(event dispatch thread,EDT)来对GUI事件进行扫描。当我们按下一个按钮时,按钮的单击事件函数会在这个事件分派线程中被调用。由于EDT的任务只是对GUI事件进行扫描,因此,这种方式对事件的反映是非常快的。

提高程序的执行效率一般有三种方法:

第一种方法是最容易做到的,但同时也是最昂贵的。这种方法不需要修改程序,从理论上说,任何程序都可以使用这种方法来提高执行效率。第二种方法虽然不用购买新的硬件,但这种方式不容易共享数据,如果这个程序要完成的任务需要必须要共享数据的话,这种方式就不太方便,而且启动多个线程会消耗大量的系统资源。第三种方法恰好弥补了第一种方法的缺点,而又继承了它们的优点。也就是说,既不需要购买CPU,也不会因为启太多的线程而占用大量的系统资源(在默认情况下,一个线程所占的内存空间要远比一个进程所占的内存空间小得多),并且多线程可以模拟多块CPU的运行方式,因此,使用多线程是提高程序执行效率的最廉价的方式。

四、线程在java编程中的作用

线程在java编程中的作用可以实现多个任务同时进行。java创建线程的方式最常用的有两种。

1、第一种是创建Thread子类的一个实例并重写run方法,run方法会在调用start()方法之后被执行。例子如下:

publicclassMyThreadextendsThread{

System.out.println("MyThreadrunning");

MyThreadmyThread=newMyThread();

myTread.start();

2、第二种编写线程执行代码的方式是新建一个实现了java.lang.Runnable接口的类的实例,实例中的方法可以被线程调用。下面给出例子:

2、第二种编写线程执行代码的方式是新建一个实现了java.lang.Runnable接口的类的实例,实例中的方法可以被线程调用。下面给出例子:

publicclassMyRunnableimplementsRunnable{

System.out.println("MyRunnablerunning");

Threadthread=newThread(newMyRunnable());

关于java多线程的作用和java gui图形界面编程的介绍到此就结束了,不知道你从中找到你需要的信息了吗 ?如果你还想了解更多这方面的信息,记得收藏关注本站。