在Java应用开发中如何使用线程

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。