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第 14 章 多线程
利用对象，可将一个程序分割成相互独立的区域。我们通常也需要将一个程序转换成多个独立运行的子任
务。
象这样的每个子任务都叫作一个“线程”（Thread）。编写程序时，可将每个线程都想象成独立运行，而且
都有自己的专用CPU。一些基础机制实际会为我们自动分割CPU 的时间。我们通常不必关心这些细节问题，
所以多线程的代码编写是相当简便的。
这时理解一些定义对以后的学习狠有帮助。“进程”是指一种“自包容”的运行程序，有自己的地址空间。
“多任务”操作系统能同时运行多个进程（程序）——但实际是由于CPU 分时机制的作用，使每个进程都能
循环获得自己的CPU 时间片。但由于轮换速度非常快，使得所有程序好象是在“同时”运行一样。“线程”
是进程内部单一的一个顺序控制流。因此，一个进程可能容纳了多个同时执行的线程。
多线程的应用范围很广。但在一般情况下，程序的一些部分同特定的事件或资源联系在一起，同时又不想为
它而暂停程序其他部分的执行。这样一来，就可考虑创建一个线程，令其与那个事件或资源关联到一起，并
让它独立于主程序运行。一个很好的例子便是“Quit ”或“退出”按钮——我们并不希望在程序的每一部分
代码中都轮询这个按钮，同时又希望该按钮能及时地作出响应（使程序看起来似乎经常都在轮询它）。事实
上，多线程最主要的一个用途就是构建一个“反应灵敏”的用户界面。
14。1 反应灵敏的用户界面
作为我们的起点，请思考一个需要执行某些CPU 密集型计算的程序。由于 CPU “全心全意”为那些计算服
务，所以对用户的输入十分迟钝，几乎没有什么反应。在这里，我们用一个合成的applet/application （程
序片／应用程序）来简单显示出一个计数器的结果：
//： Counter1。java
// A non…responsive user interface
package c14；
import java。awt。*；
import java。awt。event。*；
import java。applet。*；
public class Counter1 extends Applet ｛
private int count = 0；
private Button
onOff = new Button（〃Toggle〃）；
start = new Button（〃Start〃）；
private TextField t = new TextField（10）；
private boolean runFlag = true；
public void init（） ｛
add（t）；
start。addActionListener（new StartL（））；
add（start）；
onOff。addActionListener（new OnOffL（））；
add（onOff）；
｝
public void go（） ｛
while （true） ｛
try ｛
Thread。currentThread（）。sleep（100）；
｝ catch （InterruptedException e）｛｝
if（runFlag）
t。setText（Integer。toString（count＋＋））；
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｝
｝
class StartL implements ActionListener ｛
public void actionPerformed（ActionEvent e） ｛
go（）；
｝
｝
class OnOffL implements ActionListener ｛
public void actionPerformed（ActionEvent e） ｛
runFlag = ！runFlag；
｝
｝
public static void main（String＇＇ args） ｛
Counter1 applet = new Counter1（）；
Frame aFrame = new Frame（〃Counter1〃）；
aFrame。addWindowListener（
new WindowAdapter（） ｛
public void windowClosing（WindowEvent e） ｛
System。exit（0）；
｝
｝）；
aFrame。add（applet； BorderLayout。CENTER）；
aFrame。setSize（300；200）；
applet。init（）；
applet。start（）；
aFrame。setVisible（true）；
｝
｝ ///：~
在这个程序中，AWT 和程序片代码都应是大家熟悉的，第 13章对此已有很详细的交待。go（）方法正是程序全
心全意服务的对待：将当前的 count （计数）值置入TextField （文本字段）t，然后使count 增值。
go（） 内的部分无限循环是调用sleep（）。sleep（）必须同一个 Thread （线程）对象关联到一起，而且似乎每个
应用程序都有部分线程同它关联（事实上，Java 本身就是建立在线程基础上的，肯定有一些线程会伴随我们
写的应用一起运行）。所以无论我们是否明确使用了线程，都可利用Thread。currentThread（）产生由程序使
用的当前线程，然后为那个线程调用sleep（）。注意，Thread。currentThread（）是 Thread 类的一个静态方
法。
注意 sleep（）可能“掷”出一个 InterruptException （中断违例）——尽管产生这样的违例被认为是中止线
程的一种“恶意”手段，而且应该尽可能地杜绝这一做法。再次提醒大家，违例是为异常情况而产生的，而
不是为了正常的控制流。在这里包含了对一个“睡眠”线程的中断，以支持未来的一种语言特性。
一旦按下start 按钮，就会调用go（）。研究一下go（），你可能会很自然地（就象我一样）认为它该支持多线
程，因为它会进入“睡眠”状态。也就是说，尽管方法本身“睡着”了，CPU 仍然应该忙于监视其他按钮
“按下”事件。但有一个问题，那就是go（）是永远不会返回的，因为它被设计成一个无限循环。这意味着
actionPerformed（）根本不会返回。由于在第一个按键以后便陷入 actionPerformed（）中，所以程序不能再对
其他任何事件进行控制（如果想出来，必须以某种方式“杀死”进程——最简便的方式就是在控制台窗口按
Ctrl ＋C 键）。
这里最基本的问题是go（）需要继续执行自己的操作，而与此同时，它也需要返回，以便 actionPerformed（）
能够完成，而且用户界面也能继续响应用户的操作。但对象go（）这样的传统方法来说，它却不能在继续的同
时将控制权返回给程序的其他部分。这听起来似乎是一件不可能做到的事情，就象CPU 必须同时位于两个地
方一样，但线程可以解决一切。“线程模型”（以及Java 中的编程支持）是一种程序编写规范，可在单独一
个程序里实现几个操作的同时进行。根据这一机制，CPU 可为每个线程都分配自己的一部分时间。每个线程
都“感觉”自己好象拥有整个 CPU，但CPU 的计算时间实际却是在所有线程间分摊的。
线程机制多少降低了一些计算效率，但无论程序的设计，资源的均衡，还是用户操作的方便性，都从中获得
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了巨大的利益。综合考虑，这一机制是非常有价值的。当然，如果本来就安装了多块 CPU，那么操作系统能
够自行决定为不同的CPU 分配哪些线程，程序的总体运行速度也会变得更快（所有这些都要求操作系统以及
应用程序的支持）。多线程和多任务是充分发挥多处理机系统能力的一种最有效的方式。
14。1。1 从线程继承
为创建一个线程，最简单的方法就是从Thread 类继承。这个类包含了创建和运行线程所需的一切东西。
Thread 最重要的方法是run（）。但为了使用run（），必须对其进行过载或者覆盖，使其能充分按自己的吩咐
行事。因此，run（）属于那些会与程序中的其他线程“并发”或“同时”执行的代码。
下面这个例子可创建任意数量的线程，并通过为每个线程分配一个独一无二的编号（由一个静态变量产
生），从而对不同的线程进行跟踪。Thread 的run（）方法在这里得到了覆盖，每通过一次循环，计数就减
1——计数为 0 时则完成循环（此时一旦返回 run（），线程就中止运行）。
//： SimpleThread。java
// Very simple Threading example
public class SimpleThread extends Thread ｛
private int countDown = 5；
private int threadNumber；
private static int threadCount = 0；
public SimpleThread（） ｛
threadNumber = ＋＋threadCount；
System。out。println（〃Making 〃 ＋ threadNumber）；
｝
public void run（） ｛
while（true） ｛
System。out。println（〃Thread 〃 ＋
threadNumber ＋ 〃（〃 ＋ countDown ＋ 〃）〃）；
if（……countDown == 0） return；
｝
｝
public static void main（String＇＇ args） ｛
for（int i = 0； i 《 5； i＋＋）
new SimpleThread（）。start（）；
System。out。println（〃All Threads Started〃）；
｝
｝ ///：~
run（）方法几乎肯定含有某种形式的循环——它们会一直持续到线程不再需要为止。因此，我们必须规定特定
的条件，以便中断并退出这个循环（或者在上述的例子中，简单地从run（）返回即可）。run（）通常采用一种
无限循环的形式。也就是说，通过阻止外部发出对线程的 stop（）或者destroy（）调用，它会永远运行下去
（直到程序完成）。
在main（）中，可看到创建并运行了大量线程。Thread 包含了一个特殊的方法，叫作 start（），它的作用是对
线程进行特殊的初始化，然后调用 run（）。所以整个步骤包括：调用构建器来构建对象，然后用start（）配置
线程，再调用run（）。如果不调用start（）——如果适当的话，可在构建器那样做——线程便永远不会启动。
下面是该程序某一次运行的输出（注意每次运行都会不同）：
Making 1
Making 2
Making 3
Making 4
Making 5
Thread 1（5）
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Thread 1（4）
Thread 1（3）