《JAVA程序设计》授课教案第次

《JAVA程序设计》授课教案授课题目多线程学时安排6学时课程设计网络聊天系统教学目的认识线程的机制、线程的操作和使用教学要求理解定制线程类、继承线程类、线程的生命周期教学重点线程的机制、线程的生命能周期教学难点线程的应用授课类型理论课、实验课授课场地教室、实验室教学方式讲授、演示、提问、讨论教辅设备投影仪教学内容1、引入各位！想象以下这个场景：目前大多数的计算机游戏使用图象和声音，但是各位是否注意到游戏的图象、你的得分、和游戏的音乐是在同时进行？想象这样一个情形，你看见屏幕先变化，然后再更新你的得分，最后你听到声音！一个游戏在进行时能同时拥有所有这些元素。更专业一点的说，程序此时已经分成了三个子单元，每个单元由线程来处置。2、经验：在解释问题陈述之前，应首先确立多线程应用的需要。区分Thread类和Runnable接口。解释线程的生命周期（尤其是非运行状态）。注意：阐明在Java中，线程是由JVM管理的。另外，虽然用户程序是多线程的，可实际上任一时刻只有一个线程在运行。由于分配给每一个线程的时间片非常短，因此看上去多个线程似乎是在同时运行。3、知识点讲解及程序代码分析什么是线程与进程进程：简单来说就是一个程序在给定活动空间和初始条件下，在一个处理机上的执行过程。可以简单的理解为进程就是一个正在运行的程序。线程：一个线程是一个程序内部的一个顺序控制流。即：一个或多个线程组成一个进程。线程与进程的区别：线程与进程的区别主要有以下两点：多个进程的内部数据和状态是完全独立的，而多线程是共享一块内存空间和一组系统资源，有可能互相影响。线程本身的数据通常只有寄存器数据，以及一个程序执行时使用的堆栈，所以线程的切换比进程切换的负担要小。线程本质上就是一小部分独立的代码，处理器将其与其他线程同时运行。线程不一定是整个程序（处理多线程时，一般将程序称为进程），因为进程可以根据需要创建很多线程。一个线程的例子publicclassCurrentThread{publicstaticvoidmain(Stringargs[]){ThreadthisThread=Thread.currentThread();try{for(intcounter=0;counter10;counter+=2){System.out.println(counter);Thread.sleep(1000);}}catch(InterruptedExceptione){System.out.println(hi!Iwasinterrupted);}}}在上面的应用程序中，当前线程用CurrentThread（）方法获得。每次线成打印计数器的值，线程被设为1000毫秒（1秒）。线程可以引发异常如果有另一个线程中断睡眠。因此，sleep()方法被保护在try块里。输出结果：定制线程类：实现线程最重要的方法是实现其中的run方法，run方法决定了线程所做的工作。可以使用两种方法来定制线程类提供RUN方法：（1）继承线程类Thread（2）实现Runnable继承线程类Threadjava.lang.Thread类用于在多线程应用程序构造和访问单个多线程，它支持许多方法获得有关线程的活动信息，线程的设置和检查属性，引起线程等待，中断或破坏的信息。由扩充Thread类你能使应用程序和类运行在独立的多线程。Java线程的生命周期每个线程都是和生命周期相联系的，一个生命周期含有多个状态，这些状态间可以互相转化。Java的线程的生命周期可以分为4个状态;创建（new)状态;可运行(runnable)状态;不执行(notrunnable)状态;消亡(dead)状态。如下图描述：线程中断我们已经知道，当线程的run方法运行结束，该线程也就自然终止。虽然也可以调用线程的stop方法来强制杀死一个线程，但该方法是不安全的，因此不推荐使用。Java中还提供了interrupt方法用来中断一个线程。当调用一个线程的interrupt方法时，即向该线程发送一个中断请求，并将该线程的“interrupted”状态值置为true线程的同步当两个线程需要分享数据，你必须保证一个线程不会改变另一个线程使用的数据。例如，如果程序有两个线程，一个从文件读你的工资而另一个试着更新工资，就可能发生数据错乱，JAVA用同步的方法或同步的语句允许你对等多线程操作。线程的同步用synchronized关键字说明的方法能访问对等存取的对象。在给定的时间片你能为对象调用一个同步方法。这防止在多线程里同步方法冲突。所有对象和类与监督程序有关。监督程序控制同步方法访问对象或类。它保证只有一个线程在任何给定的时间片里访问资源。同步方法在调用该对象时获取对象的监督程序。当执行同步方法时，对象被锁住以至不能调用其他同步方法。一旦方法执行完，监督程序自动释放。当同步方法执行某种方法（如wait()）,监督程序也释放。与同步方法有关的线程变得不可运行直到满足等待条件。当等待条件满足，线程必须获取对象的监督程序以便成为可运行的。下列代码显示同步方法和对象监督程序如何被多线程用于对等访问普通对象的。importjava.lang.Thread;importjava.lang.System;importjava.lang.InterruptedException;classMyThreadextendsThread{staticStringmessage[]={l,like,to,java};publicMyThread(Stringid){super(id);}publicvoidrun(){Syn.displayList(getName(),message);}voidwaiting(){try{sleep(1000);}catch(InterruptedExceptione){System.out.println(Interrupted);}}}classSthread{publicstaticsynchronizedvoiddisplayList(Stringname,Stringlist[]){for(inti=0;ilist.length;++i){MyThreadthread=(MyThread)Thread.currentThread();thread.waiting();System.out.println(name+list[i]);}}}classThreadtest{publicstaticvoidmain(Stringargs[]){MyThreadthread1=newMyThread(Thread1:);MyThreadthread2=newMyThread(Thread2:);thread1.start();//开始第一个线程thread2.start();//开始第二个线程}}在上述代码，MyThread类的run()方法调用Syn类的displayList()方法。displayList()方法是static(静态的)。该方法显示‘Lliketojava’在显示消息的每一个词之前它调用waiting()方法等待片刻。DisplayList()方法使用Thread类的currentThread()方法来引用当前线程以便调用waiting()方法。当使用syschronized关键字，thread1(第一线程)调用displayList(),获得Syn类的监督程序（因为displayList是一种静态方法），而displayList()负责thread1的显示。既然thread1已获得Syn类的监督程序，在它调用displayList()显示输出之前，thread2(第二线程)必须等待直到释放监督程序。如果你删除synchronized关键字并观察输出你将发现displayList()被thread1和thread2独立调用为而且两者同时执行。线程thread1调用displayList()，显示一些输出，并且当thread2执行时等待。线程同步：线程必须关注与其并发执行的其他线程的状态和行为。一个很典型的例子就是生产者/消费者问题。在线程同步我们主要讲：对象锁可重入锁notifyAll和wait方法注意问题：1、对象锁的取得和释放由Java运行系统自动完成，但始终遵循以下规则：在任何时刻，一个对象的对象锁至多只能被一个线程拥有；2、对象锁的取得和释放由Java运行系统自动完成，但始终遵循以下规则：在任何时刻，一个对象的对象锁至多只能被一个线程拥有本章小结：`本章主要介绍了线程和进程的定义，区别。线程是在程序以内的顺序控制流。每个程序最少有一个线程称为主要线程。只有一个线程的应用程序称为单线程应用程序，多线程应用程序有一个以上的线程。Thread类用于在程序中创建和操作多线程，你能应用Thread类或Runnable接口实现多线程。重点掌握理解线程的生命周期，synchronized关键字用于保证没有两个多线程同时访问相同对象。讨论、思考题、作业：1、Run()方法与线程对象之间有什么关系？2．为什么通常推荐使用实现Runnable接口而不是继承Thread的方法来定制线程。参考资料（含参考书、文献等）：NIIT教材实施情况及分析：学生对线程机制的理解。