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作业学习目标 |
(1) 掌握Java应用程序的打包操作； (2) 掌握线程概念； (3) 掌握线程创建的两种技术。 (4)学习应用程序的GUI |
14.1什么是线程
1.进程--概念
要解释线程，就必须明白什么是进程。
什么是进程呢？
进程是指运行中的应用程序，每个进程都有自己独立的地址空间(内存空间)，比如用户点击桌面的IE浏览器，就启动了一个进程，操作系统就会为该进程分配独立的地址空间。当用户再次点击左面的IE浏览器，又启动了一个进程，操作系统将为新的进程分配新的独立的地址空间。目前操作系统都支持多进程。
要点：用户每启动一个进程，操作系统就会为该进程分配一个独立的内存空间。
2.线程--概念
在明白进程后，就比较容易理解线程的概念。
什么是线程呢？
是进程中的一个实体，是被系统独立调度和分派的基本单位，线程自己不拥有系统资源，只拥有一点在运行中必不可少的资源，但它可与同属一个进程的其它线程共享进程所拥有的全部资源。一个线程可以创建和撤消另一个线程，同一进程中的多个线程之间可以并发执行。线程有就绪、阻塞和运行三种基本状态。
3.线程
1、线程是轻量级的进程
2、线程没有独立的地址空间(内存空间)
3、线程是由进程创建的(寄生在进程)
4、一个进程可以拥有多个线程-->这就是我们常说的多线程编程
5、线程有几种状态：
a、新建状态(new)
b、就绪状态(Runnable)
c、运行状态(Running)
d、阻塞状态(Blocked)
e、死亡状态(Dead)
4.线程有什么用处
java程序中流传一句话，不会使用线程就别跟别人说自己学过java。目前绝大部分应用程序都会涉及到多并发的问题。只要应用程序涉及到并发，就离不开多线程编程。
5.线程--如何使用
在java中一个类要当作线程来使用有两种方法。
1、继承Thread类，并重写run函数
2、实现Runnable接口，并重写run函数
因为java是单继承的，在某些情况下一个类可能已经继承了某个父类，这时在用继承Thread类方法来创建线程显然不可能java设计者们提供了另外一个方式创建线程，就是通过实现Runnable接口来创建线程。
14.2中断线程
Terminated (被终止) 线程被终止的原因有二：
（1）一是run()方法中最后一个语句执行完毕而自 然死亡。
（2）二是因为一个没有捕获的异常终止了run方法 而意外死亡。
可以调用线程的stop 方 法 杀 死 一 个 线 程 （thread.stop();)，但是，stop方法已过时， 不要在自己的代码中调用它。
其他判断和影响线程状态的方法：
（1）join()：等待指定线程的终止。
（2）join(long millis)：经过指定时间等待终止指定 的线程。
（3）isAlive()：测试当前线程是否在活动。
（4）yield()：让当前线程由“运行状态”进入到“就 绪状态”，从而让其它具有相同优先级的等待线程 获取执行权。
14.3线程状态
Java中线程的状态分为6种。
1. 初始(NEW)：新创建了一个线程对象，但还没有调用start()方法。
2. 运行(RUNNABLE)：Java线程中将就绪（ready）和运行中（running）两种状态笼统的称为“运行”。
线程对象创建后，其他线程(比如main线程）调用了该对象的start()方法。该状态的线程位于可运行线程池中，等待被线程调度选中，获取CPU的使用权，此时处于就绪状态（ready）。就绪状态的线程在获得CPU时间片后变为运行中状态（running）。
3. 阻塞(BLOCKED)：表示线程阻塞于锁。
4. 等待(WAITING)：进入该状态的线程需要等待其他线程做出一些特定动作（通知或中断）。
5. 超时等待(TIMED_WAITING)：该状态不同于WAITING，它可以在指定的时间后自行返回。
6. 终止(TERMINATED)：表示该线程已经执行完毕。
这6种状态定义在Thread类的State枚举中，可查看源码进行一一对应。
线程的状态图 
第二部分：实验部分
1、实验目的与要求
(1) 掌握Java应用程序的打包操作；
(2) 掌握线程概念；
(3) 掌握线程创建的两种技术。
2、实验内容和步骤
实验1： 导入第13章示例程序，测试程序并进行代码注释。
测试程序1
l 在elipse IDE中调试运行教材585页程序13-1，结合程序运行结果理解程序；
l 将所生成的JAR文件移到另外一个不同的目录中，再运行该归档文件，以便确认程序是从JAR文件中，而不是从当前目录中读取的资源。
l 掌握创建JAR文件的方法；
程序代码如下：
package resource;
import java.awt.*;
import java.io.*;
import java.net.*;
import java.util.*;
import javax.swing.*;
/**
* @version 1.41 2015-06-12
* @author Cay Horstmann
*/
public class ResourceTest
{
public static void main(String[] args)
{
EventQueue.invokeLater(() -> {
JFrame frame = new ResourceTestFrame();
frame.setTitle("ResourceTest");
frame.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);
frame.setVisible(true);
});
}
}
/**
* A frame that loads image and text resources.
*/
class ResourceTestFrame extends JFrame
{
private static final int DEFAULT_WIDTH = 300;
private static final int DEFAULT_HEIGHT = 300;
public ResourceTestFrame()
{
setSize(DEFAULT_WIDTH, DEFAULT_HEIGHT);
URL aboutURL = getClass().getResource("about.gif");//找到指定位置的图像文件，返回一个可以加载资源的URL
Image img = new ImageIcon(aboutURL).getImage();//将加载的about.gif图像设置为图标
setIconImage(img);
JTextArea textArea = new JTextArea();
InputStream stream = getClass().getResourceAsStream("about.txt");//读取about.txt文本文件内容
try (Scanner in = new Scanner(stream, "UTF-8"))//将读取到的about.txt文本文件里内容显示到文本区
{
while (in.hasNext())//读取文本文件
textArea.append(in.nextLine() + "\n");
}
add(textArea);
}
}
归档：
实验1：测试程序2（10分）
在elipse IDE中调试运行ThreadTest，结合程序运行结果理解程序；
掌握线程概念；
掌握用Thread的扩展类实现线程的方法；
利用Runnable接口改造程序，掌握用Runnable接口创建线程的方法。
代码如下：
class Lefthand extends Thread {
public void run()
{
for(int i=0;i<=5;i++)
{ System.out.println("You are Students!");
try{ sleep(500); }
catch(InterruptedException e)
{ System.out.println("Lefthand error.");}
}
}
}
class Righthand extends Thread {
public void run()
{
for(int i=0;i<=5;i++)
{ System.out.println("I am a Teacher!");
try{ sleep(300); }
catch(InterruptedException e)
{ System.out.println("Righthand error.");}
}
}
}
public class ThreadTest
{
static Lefthand left;
static Righthand right;
public static void main(String[] args)
{ left=new Lefthand();
right=new Righthand();
left.start();
right.start();
}
}
实验输出结果截图为：
利用Runnable接口改造后的程序代码为：
package Thread;
class Lefthands implements Runnable{
public void run() {
for(int i=0;i<=5;i++)
{ System.out.println("You are Students!");
try{ Thread.sleep(500); } //休眠时间为500ms
catch(InterruptedException e) //中断异常
{ System.out.println("Lefthand error.");}
}
}
}
class Righthands implements Runnable{
public void run() {
for(int i=0;i<=5;i++)
{ System.out.println("I am a Teacher!");
try{ Thread.sleep(300); }
catch(InterruptedException e)
{ System.out.println("Righthand error.");}
}
}
}
public class TheadTest01 {
public static void main(String args[]) {
Lefthands L=new Lefthands();
Righthands R=new Righthands();
new Thread(L).start();//启动线程
new Thread(R).start();
}
}
实验输出结果截图为：
可以通过两种方法实现多线程，分别为：（1）利用Thread类的子类（2）用Runnable()接口实现线程
（1）——定义Thread类的子类并实现用户线程操作，即 run()方法的实现。
——在适当的时候启动线程。
（2）——首先设计一个实现Runnable接口的类；
——然后在类中根据需要重写run方法；
——再创建该类对象，以此对象为参数建立Thread 类的对象；
——调用Thread类对象的start方法启动线程，将 CPU执行权转交到run方法。
测试程序3：
l 在Elipse环境下调试教材625页程序14-1、14-2 、14-3，结合程序运行结果理解程序；
l 在Elipse环境下调试教材631页程序14-4，结合程序运行结果理解程序；
l 对比两个程序，理解线程的概念和用途；
l 掌握线程创建的两种技术。
package bounce;
import java.awt.geom.*;
/**
* A ball that moves and bounces off the edges of a rectangle
* @version 1.33 2007-05-17
* @author Cay Horstmann
*/
public class Ball
{
private static final int XSIZE = 15;
private static final int YSIZE = 15;
private double x = 0;
private double y = 0;
private double dx = 1;
private double dy = 1;
/**
* Moves the ball to the next position, reversing direction if it hits one of the edges
*/
public void move(Rectangle2D bounds)
{
x += dx;
y += dy;
if (x < bounds.getMinX())
{
x = bounds.getMinX();
dx = -dx;//当球碰壁时回调球的位置
}
if (x + XSIZE >= bounds.getMaxX())
{
x = bounds.getMaxX() - XSIZE;
dx = -dx;
}
if (y < bounds.getMinY())
{
y = bounds.getMinY();
dy = -dy;
}
if (y + YSIZE >= bounds.getMaxY())
{
y = bounds.getMaxY() - YSIZE;
dy = -dy;
}
}
/**
* Gets the shape of the ball at its current position.
*/
public Ellipse2D getShape()
{
return new Ellipse2D.Double(x, y, XSIZE, YSIZE);
}
}
package bounce;
import java.awt.*;
import java.util.*;
import javax.swing.*;
/**
* The component that draws the balls.
* @version 1.34 2012-01-26
* @author Cay Horstmann
*/
public class BallComponent extends JPanel
{
private static final int DEFAULT_WIDTH = 450;
private static final int DEFAULT_HEIGHT = 350;
private java.util.List balls = new ArrayList<>();
/**
* Add a ball to the component.
* @param b the ball to add
*/
public void add(Ball b)
{
balls.add(b);
}
public void paintComponent(Graphics g)
{
super.paintComponent(g); // erase background
Graphics2D g2 = (Graphics2D) g;
for (Ball b : balls)
{
g2.fill(b.getShape());
}
}
public Dimension getPreferredSize() { return new Dimension(DEFAULT_WIDTH, DEFAULT_HEIGHT); }
}
package bounce;
import java.awt.*;
import java.awt.event.*;
import javax.swing.*;
/**
* Shows an animated bouncing ball.
* @version 1.34 2015-06-21
* @author Cay Horstmann
*/
public class Bounce
{
public static void main(String[] args)
{
EventQueue.invokeLater(() -> {
JFrame frame = new BounceFrame();
frame.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);
frame.setVisible(true);
});
}
}
/**
* The frame with ball component and buttons.
*/
class BounceFrame extends JFrame
{
private BallComponent comp;
public static final int STEPS = 1000;
public static final int DELAY = 3;
/**
* Constructs the frame with the component for showing the bouncing ball and
* Start and Close buttons
*/
public BounceFrame()
{
setTitle("Bounce");
comp = new BallComponent();
add(comp, BorderLayout.CENTER);
JPanel buttonPanel = new JPanel();
addButton(buttonPanel, "Start", event -> addBall()); //start表示加入一个球
addButton(buttonPanel, "Close", event -> System.exit(0));//系统退出
add(buttonPanel, BorderLayout.SOUTH);
pack();
}
/**
* Adds a button to a container.
* @param c the container
* @param title the button title
* @param listener the action listener for the button
*/
public void addButton(Container c, String title, ActionListener listener)
{
JButton button = new JButton(title);
c.add(button);
button.addActionListener(listener);
}
/**
* Adds a bouncing ball to the panel and makes it bounce 1,000 times.
*/
public void addBall()
{
try
{
Ball ball = new Ball();
comp.add(ball);
for (int i = 1; i <= STEPS; i++)
{
ball.move(comp.getBounds());
comp.paint(comp.getGraphics());
Thread.sleep(DELAY);
}
}
catch (InterruptedException e)//中断异常
{
}
}
}
实验输出结果截图为：
bounceThread
package bounceThread;
import java.awt.geom.*;
/**
A ball that moves and bounces off the edges of a
rectangle
* @version 1.33 2007-05-17
* @author Cay Horstmann
*/
public class Ball
{
private static final int XSIZE = 15;
private static final int YSIZE = 15;
private double x = 0;
private double y = 0;
private double dx = 1;
private double dy = 1;
/**
Moves the ball to the next position, reversing direction
if it hits one of the edges
*/
public void move(Rectangle2D bounds)
{
x += dx;
y += dy;
if (x < bounds.getMinX())
{
x = bounds.getMinX();
dx = -dx;
}
if (x + XSIZE >= bounds.getMaxX())
{
x = bounds.getMaxX() - XSIZE;
dx = -dx;
}
if (y < bounds.getMinY())
{
y = bounds.getMinY();
dy = -dy;
}
if (y + YSIZE >= bounds.getMaxY())
{
y = bounds.getMaxY() - YSIZE;
dy = -dy;
}
}
/**
Gets the shape of the ball at its current position.
*/
public Ellipse2D getShape()
{
return new Ellipse2D.Double(x, y, XSIZE, YSIZE);
}
}
package bounceThread;
import java.awt.*;
import java.util.*;
import javax.swing.*;
/**
* The component that draws the balls.
* @version 1.34 2012-01-26
* @author Cay Horstmann
*/
public class BallComponent extends JComponent
{
private static final int DEFAULT_WIDTH = 450;
private static final int DEFAULT_HEIGHT = 350;
private java.util.List balls = new ArrayList<>();
/**
* Add a ball to the panel.
* @param b the ball to add
*/
public void add(Ball b)
{
balls.add(b);
}
public void paintComponent(Graphics g)
{
Graphics2D g2 = (Graphics2D) g;
for (Ball b : balls)
{
g2.fill(b.getShape());
}
}
public Dimension getPreferredSize() { return new Dimension(DEFAULT_WIDTH, DEFAULT_HEIGHT); }
}
package bounceThread;
import java.awt.*;
import java.awt.event.*;
import javax.swing.*;
/**
* Shows animated bouncing balls.
* @version 1.34 2015-06-21
* @author Cay Horstmann
*/
public class BounceThread
{
public static void main(String[] args)
{
EventQueue.invokeLater(() -> {
JFrame frame = new BounceFrame();
frame.setTitle("BounceThread");
frame.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);
frame.setVisible(true);
});
}
}
/**
* The frame with panel and buttons.
*/
class BounceFrame extends JFrame
{
private BallComponent comp;
public static final int STEPS = 1000;
public static final int DELAY = 5;
/**
* Constructs the frame with the component for showing the bouncing ball and
* Start and Close buttons
*/
public BounceFrame()
{
comp = new BallComponent();
add(comp, BorderLayout.CENTER);
JPanel buttonPanel = new JPanel();
addButton(buttonPanel, "Start", event -> addBall());
addButton(buttonPanel, "Close", event -> System.exit(0));
add(buttonPanel, BorderLayout.SOUTH);
pack();
}
/**
* Adds a button to a container.
* @param c the container
* @param title the button title
* @param listener the action listener for the button
*/
public void addButton(Container c, String title, ActionListener listener)
{
JButton button = new JButton(title);
c.add(button);
button.addActionListener(listener);
}
/**
* Adds a bouncing ball to the canvas and starts a thread to make it bounce
*/
public void addBall()
{
Ball ball = new Ball();
comp.add(ball);
Runnable r = () -> {
try
{
for (int i = 1; i <= STEPS; i++)
{
ball.move(comp.getBounds());
comp.repaint();
Thread.sleep(DELAY);
}
}
catch (InterruptedException e)
{
}
};
Thread t = new Thread(r);
t.start();
}
}
实验输出结果截图为：
