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编程技巧:在Java应用开发中如何使用线程

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 Java平台从开始就被设计成为多线程环境。在你的主程序执行的时候,其它作业如碎片收集和事件处理则是在后台进行的。

作者:中国IT实验室 来源:中国IT实验室 2007年8月28日

关键字: 线程 java

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  Java平台从开始就被设计成为多线程环境。在你的主程序执行的时候,其它作业如碎片收集和事件处理则是在后台进行的。
  
  本质上,你可以认为这些作业是线程。它们正好是系统管理线程,但是无论如何,它们是线程。线程使你能够定义相互独立的作业,彼此之间互不干扰。系统将交换这些作业进或出CPU,这样(从外部看来)它们好象是同时运行的。
  
  在你需要在你的程序中处理多个作业时,你也可以使用多个进程。这些进程可以是你自己创建的,你也可以操纵系统线程。你进行这些多作业处理,要使用几个不同的类或接口:
  
  java.util.Timer类
  javax.swing.Timer类
  Thread类
  Runnable接口
  
  对于简单的作业,通常需要重复的,你可以使用java.util.Timer类告诉它“每半秒钟做一次”。注意:大多数系统例程是使用毫秒的。半秒钟是500毫秒。
  
  你希望Timer实现的任务是在java.util.TimerTask实例中定义的,其中运行的方法包含要执行的任务。这些在Hi类中进行了演示,其中字符串“Hi”重复地被显示在屏幕上,直到你按Enter键。
  
  import java.util.*;
  
  public class Hi
  {
  public static void main
  (String args[])
  throws java.io.IOException
  {
  TimerTask task = new TimerTask()
  {
  public void run()
  {
  System.out.println("Hi");
  }
  };
  Timer timer = new Timer();
  timer.schedule(task, 0, 500);
  System.out.println
  ("Press ENTER to stop");
  System.in.read(new byte[10]);
  timer.cancel();
  }
  }
  
  Java Runtime Environment工作的方式是只要有一个线程在运行,程序就不退出。这样,当取消被调用,没有其它线程在运行了,则程序退出。有一些系统线程在运行,如碎片收集程序。这些系统线程也被称为后台线程。后台线程的存在不影响运行环境被关闭,只有非后台线程保证运行环境不被关闭。
  
  Javax.swing.Timer类与java.util.timer类的工作方式相似,但是有一些差别需要注意。第一,运行的作业被ActionListener接口的实现来定义。第二,作业的执行是在事件处理线程内部进行的,而不象java.util.Timer类是在它的外部。这是很重要的,因为它关系到Swing组件集是如何设计的。
  
  如果你不熟悉Swing,它是一组可以被Java程序使用的图形组件。Swing被设计程被称为单线程的。这意味着对Swing类内部内容的访问必须在单个线程中完成。这个特定的线程是事件处理线程。
  
  这样,例如你想改变Label组件的文字,你不能仅仅调用Jlabel的setText方法。相反,你必须确认setText调用发生在事件处理线程中,而这正是javax.swing.Time类派的上用场的地方。
  
  为了说明这第二种情况,下面的程序显示一个增加的计数器的值。美半秒钟计数器的数值增加,并且新的数值被显示:
  
  import javax.swing.*;
  import java.awt.*;
  import java.awt.event.*;
  
  public class Count
  {
  public static void
  main(String args[])
  {
  JFrame frame = new JFrame();
  frame.setDefaultCloseOperation
  (JFrame.EXIT_ON_CLOSE);
  Container contentPane =
  frame.getContentPane();
  final JLabel label =
  new JLabel("", JLabel.CENTER);
  label.setFont(new Font
  ("Serif", Font.PLAIN, 36));
  contentPane.add(label,
  BorderLayout.CENTER);
  ActionListener listener
  = new ActionListener()
  {
  int count = 0;
  public void actionPerformed
  (ActionEvent e)
  {
  count++;
  label.setText
  (Integer.toString(count));
  }
  };
  Timer timer = new Timer(500, listener);
  timer.start();
  frame.setSize(300, 100);
  frame.show();
  }
  }
  上述程序的结果是:
  


  万一你要做的不是一个简单的重复作业,java.lang.Thread类就派上了用场。它允许你自己控制基本功能。通过创建Thread的一个子类,你可以使你的系统脱离,并进行一个长时间运行的作业,如从网络上读取一个文件,而不阻碍你的其它程序的运行。这种长时间运行的作业将在run方法中定义。
  
  第二种方式是创建Thread类的子类并在子类中实现run方法,或在实现runnable的类中实现run方法,并将这个实现传递给Thread的构造函数。
  
  你可能会问有什么区别。Java编程语言仅支持单一继承。如果你设计的调用是除了Thread以外的其它类,你可以是你的类实现Runnable,而它可以是你的作业被执行。否则,你定义Thread的子类来运行你的Run方法,在处理过程中不再添加其它操作。
  
  对于创建Thread子类的第三种情况,下面的程序生成了一个新的线程来计算一个特定URL的字符数,这个URL是通过命令行传递进来的。在这进行过程之中,实现Runnable的第四种情况被演示,打印出重复的消息。
  
  注意在实现Runnable的这后一种情况下,你必须提供重复消息的代码。你必须同时sleep,以分配时间并完成操作。在两种情况下,与使用Timer相比较。这段程序的最后一部分包含有你从命令行读取命令以触发程序结束。注意在系统读取URL并打印消息的同时,你总可以按Enter键结束程序。
  
  import java.io.*;
  import java.net.*;
  
  public class Both
  {
  public static void
  main(String args[])
  {
  final String urlString = args[0];
  final String message = args[1];
  Thread thread1 = new Thread()
  {
  public void run()
  {
  try
  {
  URL url = new URL(urlString);
  URLConnection connection =
  url.openConnection();
  InputStreamReader isr = new
  InputStreamReader(
  connection.getInputStream());
  BufferedReader reader =
  new BufferedReader(isr);
  int count = 0;
  while (reader.read() != -1)
  {
  count++;
  }
  System.out.println("Size is : "
  + count);
  reader.close();
  } catch (MalformedURLException e)
  {
  System.err.println("Bad URL: "
  + urlString);
  } catch (IOException e)
  {
  System.err.println
  ("I/O Problems");
  }
  }
  };
  thread1.start();
  Runnable runnable = new Runnable()
  {
  public void run()
  {
  while(true)
  {
  System.out.println(message);
  try
  {
  Thread.sleep(500);
  } catch (InterruptedException e)
  {
  }
  }
  }
  };
  Thread thread2 = new Thread(runnable);
  thread2.start();
  try {
  System.out.println
  ("Press ENTER to stop");
  System.in.read(new byte[10]);
  } catch (IOException e)
  {
  System.out.println("I/O problems");
  }
  System.exit(0);
  }
  }
  
  因为有多种方式来处理线程,你选用哪种技术取决于你和你面临的条件。要成为一个有效的Java编程人员,尽管你通常不必学习Java编程语言的所有内容和核心库,但是线程是一个例外。你越早了解线程如何工作和如何使用线程,你将越早了解Java程序如何工作和交互。

 

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