201871010123-吴丽丽 《面向对象程序设计(Java)》第十六周学习总结

                                                                                  201871010123-吴丽丽 《面向对象程序设计(Java)》第十六周学习总结

项目 内容
这个作业属于哪个课程 https://www.cnblogs.com/nwnu-daizh/
这个作业的要求在哪里 https://www.cnblogs.com/nwnu-daizh/p/12031970.html
作业的学习目标

(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) 学习设计应用程序的GUI。

第一部分:总结教材14.1-14.3知识内容

1、程序与进程的概念:

(1)程序是一段静态的代码,它是应用程序执行的蓝本。

(2)进程是程序的一次动态执行,它对应了从代码加载、执行至执行完毕的一个完整过程。

(3)操作系统为每个进程分配一段独立的内存空间和系统资源,包括:代码数据以及堆栈等资源。每 一个进程的内部数据和状态都是完全独立的。

(4)多任务操作系统中,进程切换对CPU资源消耗较大。

2、多线程的概念:

 

(1)多线程是进程执行过程中产生的多条执行线索。

(2)线程是比进程执行更小的单位。

(3)线程不能独立存在,必须存在于进程中,同一进程的各线程间共享进程空间的数据。

(4)每个线程有它自身的产生、存在和消亡的过程, 是一个动态的概念。

(5)多线程意味着一个程序的多行语句可以看上去几 乎在同一时间内同时运行。

(6)线程创建、销毁和切换的负荷远小于进程,又称为轻量级进程(lightweight process)。

3、Java实现多线程有两种途径:
(1)创建Thread类的子类

(2)在程序中定义实现Runnable接口的类

4、用Thread类的子类创建线程:

(1)首先需从Thread类派生出一个子类,在该子类中重写run()方法。 

class hand extends Thread { 
public void run() {……}
}

(2) 然后创建该子类的对象 

Lefthand left=new Lefthand(); 
Righthand right=new Righthand(); 

(3)最后用start()方法启动线程 

left.start(); 
right.start();

 

5、用Thread类的子类创建多线程的关键性操作:

(1)定义Thread类的子类并实现用户线程操作,即 run()方法的实现。

(2)在适当的时候启动线程。

   (3)  由于Java只支持单重继承,用这种方法定义的类不可再继承其他父类。

6、用Runnable()接口实现线程

(1)首先设计一个实现Runnable接口的类; 

(2) 然后在类中根据需要重写run方法; 

(3)再创建该类对象,以此对象为参数建立Thread 类的对象; 

(4)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。

 

例如:

class A implements Runnable{ 
public void run(){….} 
} 
class B { 
    public static void main(String[] arg){
         Runnable a=new A(); 
         Thread t=new Thread(a);
         t.start(); 
         }
}

 

7、线程的终止

(1)当线程的run方法执行方法体中最后一条语句后,或者出现了在run方法中没有捕获的异常时,线程将终止,让出CPU使用权。

(2)调用interrupt()方法也可终止线程。

          -----void interrupt()

(3)向一个线程发送一个中断请求,同时把这个线程的“interrupted”状态置为true。

(4)若该线程处于 blocked 状态 ,会抛出 InterruptedException。

8、测试线程是否被中断的方法

(1)Java提供了几个用于测试线程是否被中断的方法。

       -static boolean interrupted()

(2)检测当前线程是否已被中断 ,并重置状态 “interrupted”值为false。 

       -boolean isInterrupted()

(3)检测当前线程是否已被中断 ,不改变状态 “interrupted”值 。

9、线程的状态:

(1)利用各线程的状态变换,可以控制各个线程轮流使用CPU,体现多线程的并行性特征。 

(2)线程有如下7种状态: 

➢ New (新建)

➢ Runnable (可运行)

➢ Running(运行)

➢ Blocked (被阻塞)

➢ Waiting (等待)

➢ Timed waiting (计时等待)

➢ Terminated (被终止)

10、新创建线程

 new(新建)

      -----线程对象刚刚创建,还没有启动,此时线程还处于不可运行状态。例如: Thread thread=new Thread(r);此时线程thread处于新建状态,有了相应的内存空间以及 其它资源。

11、可运行线程

- runnable(可运行状态)

➢ 此时线程已经启动,处于线程的run()方法之中。

➢ 此时的线程可能运行,也可能不运行,只要 CPU一空闲,马上就会运行。

➢ 调用线程的start()方法可使线程处于“可运行”状态。例如: thread.start();

12、被阻塞线程和等待线程

 

- blocked (被阻塞)

➢ 一个正在执行的线程因特殊原因,被暂停执行, 进入阻塞状态。

➢ 阻塞时线程不能进入队列排队,必须等到引起阻塞的原因消除,才可重新进入排队队列。

➢ 引起阻塞的原因很多,不同的原因要用不同的方法解除。

-sleep(),wait()是两个常用引起线程阻塞的方法。

13、线程阻塞的三种情况:

(1)等待阻塞 :通过调用线程的wait()方法,让线程等待某工作的完成。 

(2)同步阻塞 :线程在获取synchronized同步锁失 败(因为锁被其它线程所占用),它会进入同步阻 塞状态。 

(3)其他阻塞 :通过调用线程的sleep()或join() 或发出了I/O请求时,线程会进入到阻塞状态。当 sleep()状态超时、join()等待线程终止或者超 时、或者I/O处理完毕时,  线程重新转入就绪状态。

14、被终止的线程

 (1)Terminated (被终止) 线程被终止的原因有二: 

      a.一是run()方法中最后一个语句执行完毕而自然死亡。 

      b.二是因为一个没有捕获的异常终止了run方法而意外死亡。 

   (2)   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。

15、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。

16、多线程调度

(1)Java提供一个线程调度器来监控程序启动后进入可运行状态的所有线程。线程调度器按照线程的优先级决定应调度哪些线程来执行。

(2)处于可运行状态的线程首先进入就绪队列排队等候处理器资源,同一时刻在就绪队列中的线程可能有多个。Java的多线程系统会给每个线程自动分配一个线程的优先级。

 17、Java 的线程调度采用优先级策略:

(1)优先级高的先执行,优先级低的后执行;

(2)多线程系统会自动为每个线程分配一个优先级,缺省时,继承其父类的优先级;

(3)任务紧急的线程,其优先级较高;

(4)同优先级的线程按“先进先出”的队列原则;

18、守护线程

(1)守护线程的惟一用途是为其他线程提供服务。例如计时线程。

(2)在一个线程启动之前,调用setDaemon方法可将线程转换为守护线程(daemon thread)。 例如: setDaemon(true);

19、Thread类有三个与线程优先级有关的静态量:

➢ MAX_PRIORITY:最大优先权,值为10;

➢ MIN_PRIORITY:最小优先权,值为1;

➢ NORM _PRIORITY:默认优先权,值为5。

第二部分:实验部分                                      

实验十四  应用程序归档与线程初步

实验时间 2019-12-12

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示例程序,测试程序并进行代码注释。

 

测试程序1

 

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;

 

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。

 

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 long serialVersionUID = 1L;
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");  //在getclass方法的getResourse下查找about.gif文件
      System.out.println(aboutURL);
      Image img = new ImageIcon(aboutURL).getImage();//利用about.gif图像文件制作图标
      setIconImage(img);

      JTextArea textArea = new JTextArea();//创建一个textArea对象
      InputStream stream = getClass().getResourceAsStream("about.txt");//读取about.txt文件
      try (Scanner in = new Scanner(stream, "UTF-8"))
      {
         while (in.hasNext())
             textArea.append(in.nextLine() + "\n");
      }
      add(textArea);
   }
}

运行结果如下:

 

利用Eclipse方式导出jar文件的步骤:

选中ResourceTest---->右键,Export...---->Java---->JAR file---->next---->在JAR file的这一文本区内输入Resource.jar---->next---->next----> 选 择 Main class---->Finish.

 导出的文件如下:

 双击Resourse.jar之后就出现以下页面:

 

 

 

测试程序2

 

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。

ThreadTest.java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);   }    //用了sleep()方法,休眠500毫秒
           catch(InterruptedException e)
           { System.out.println("Lefthand error.");}    
       } 
  } 
}
class Righthand extends Thread {
    public void run()     //重写run方法
    {
         for(int i=0;i<=5;i++)
         {   System.out.println("I am a Teacher!");
             try{  sleep(300);  }     //用了sleep()方法,休眠300毫秒
             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();
     }
}

 运行结果如下图所示:

 

 

 Runnable接口改造的程序如下:

 

class Lefthand implements Runnable{             //用Runnable()接口实现线程
   public void run()
   {
      
       for(int i=0;i<=5;i++)
       {  System.out.println("You are Students!");
           try{ Thread.sleep(500);   }    //调用了Thread类的start方法
           catch(InterruptedException e)
           { System.out.println("Lefthand error.");}    
       } 
  } 
}
class Righthand 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 Thread1
{
     static Lefthand left;
     static Righthand right;
     public static void main(String[] args)
     {      //创建Runnable类型的对象,以此类对象为参数建立Thread类的对象
           Runnable lefthand = new Lefthand();    
           Thread left=new Thread(lefthand);    
            left.start();              //调用left这个对象变量的start方法
            Runnable righthand = new Righthand();
            Thread right=new Thread(righthand);
              right.start();  
     }
}

 

运行结果如下:

测试程序3

Elipse环境下调试教材625页程序14-114-2 14-3,结合程序运行结果理解程序;

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;

对比两个程序,理解线程的概念和用途;

掌握线程创建的两种技术。

Bounce.java代码如下:

 

package bounce;

import java.awt.*;
import java.awt.event.*;
import javax.swing.*;

/**
 * 显示一个动态弹跳球。
 * @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);
      });
   }
}

/**
 * 带有球组件和按钮的框架。
 */
class BounceFrame extends JFrame
{
   private BallComponent comp;
   public static final int STEPS = 1000;
   public static final int DELAY = 3;

   /**
    * 使用组件构造框架,以显示弹跳球和开始和关闭按钮
    */
   public BounceFrame()
   {
      setTitle("Bounce");
      comp = new BallComponent();    //创建一个新的BallComponent类赋给comp
      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();
   }

   /**
    * 将按钮添加到容器中。
    * @param c容器
    * @param 按钮标题
    * @param 侦听器按钮的操作侦听器
    */
   public void addButton(Container c, String title, ActionListener listener)
   {
      JButton button = new JButton(title);
      c.add(button);
      button.addActionListener(listener);
   }

   /**
    * 向面板中添加一个弹跳球,使其弹跳1000次。
    */
   public void addBall()
   {
      try
      {
         Ball ball = new Ball();
         comp.add(ball);

         for (int i = 1; i <= STEPS; i++)
         {
            ball.move(comp.getBounds());      //调用ball这对象变量来移动球
            comp.paint(comp.getGraphics());   //调用comp的paint方法来绘画
            Thread.sleep(DELAY);       //调用Thread类的sleep方法
         }
      }
      catch (InterruptedException e)
      {
      }
   }
}

 

BallComponent.java代码如下:

 

package bounce;

import java.awt.*;
import java.util.*;
import javax.swing.*;

/**
 * 画球的部件。
 * @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<Ball> balls = new ArrayList<>();

   /**
    * 向组件添加一个球。
    * 要添加的球
    */
   public void add(Ball b)
   {
      balls.add(b);
   }

   public void paintComponent(Graphics g)
   {
      super.paintComponent(g); // 擦除背景
      Graphics2D g2 = (Graphics2D) g;
      for (Ball b : balls)   //foreach循环
      {
         g2.fill(b.getShape());   //通过对象变量b的getShape方法来传参给fill
      }
   }
   
   public Dimension getPreferredSize() { return new Dimension(DEFAULT_WIDTH, DEFAULT_HEIGHT); }     //通过返回一个新建Dimension类来获取组件的大小
}

 

Ball.java代码如下:

 

package bounce;

import java.awt.geom.*;

/**
 * 从长方形边缘上移动和弹跳的球
 * @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;

   /**
    * 将球移动到下一个位置,如果球碰到其中一条边,则反向移动
    */
   public void move(Rectangle2D bounds)
   {
      x += dx;
      y += dy;
      if (x < bounds.getMinX())  //通过bounds来获得宽度的最小值
      {
         x = bounds.getMinX();
         dx = -dx;
      }
      if (x + XSIZE >= bounds.getMaxX())    //通过bounds来获得宽度的最大值
      {
         x = bounds.getMaxX() - XSIZE;
         dx = -dx;
      }
      if (y < bounds.getMinY())    //通过bounds来获得高度的最小值
      {
         y = bounds.getMinY();
         dy = -dy;
      }
      if (y + YSIZE >= bounds.getMaxY())   //通过bounds来获得高度的最大值 
      {
         y = bounds.getMaxY() - YSIZE;
         dy = -dy;
      }
   }

   /**
    * 获取球在当前位置的形状。
    */
   public Ellipse2D getShape()
   {
      return new Ellipse2D.Double(x, y, XSIZE, YSIZE);      //用Ellipse2D类绘制圆作为返回值
   }
}

 

运行结果如下:

 

 该程序的close键不可用,点击没反应

后将Bounce.java通过线程来修改,其程序为BounceThread.java来修改后,close可使用了

BounceThread.java代码如下:

package bounceThread;

import java.awt.*;
import java.awt.event.*;

import javax.swing.*;

/**
 * 显示动画弹跳球。
 * @version 1.34 2015-06-21
 * @author Cay Horstmann
 */
public class BounceThread
{
   public static void main(String[] args)
   {
      EventQueue.invokeLater(() -> {
         JFrame frame = new BounceFrame();    //创建一个新框架
         frame.setTitle("BounceThread");
         frame.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);
         frame.setVisible(true);
      });
   }
}

/**
 *带有面板和按钮的框架。
 */
class BounceFrame extends JFrame
{
   private BallComponent comp;
   public static final int STEPS = 1000;
   public static final int DELAY = 5;


   /**
    * 用显示弹跳球和的组件构造框架启动和关闭按钮
    */
   public BounceFrame()
   {
      comp = new BallComponent();
      add(comp, BorderLayout.CENTER);     //将comp添加到边框布局的中间
      JPanel buttonPanel = new JPanel();
      addButton(buttonPanel, "Start", event -> addBall());
      addButton(buttonPanel, "Close", event -> System.exit(0));
      add(buttonPanel, BorderLayout.SOUTH);
      pack();
   }

   /**
    * 将按钮添加到容器中。
    * @param c容器
    * @param 按钮标题
    * @param 侦听器按钮的操作侦听器
    */
   public void addButton(Container c, String title, ActionListener listener)
   {
      JButton button = new JButton(title);
      c.add(button);
      button.addActionListener(listener);
   }

   /**
    *在画布上添加一个弹跳球,并启动一根线使其弹跳
    */
   public void addBall()
   {
      Ball ball = new Ball();
      comp.add(ball);       //向comp中添加球
      Runnable r = () -> {       //Runnable是函数式接口,用lambda表达式
         try
         {  
            for (int i = 1; i <= STEPS; i++)
            {
               ball.move(comp.getBounds());   //将comp的getBounds方法作为参数来传递ball的move方法
               comp.repaint();           //通过对象来调用repaint方法,repaint方法是在另外一个绘制线程里进行的
               Thread.sleep(DELAY);   //通过Thread线程来调用sleep方法
            }
         }
         catch (InterruptedException e)
         {
         }
      };
      Thread t = new Thread(r);    //创建一新的线程
      t.start();    //调用start方法来启动线程
   }
}

 

运行结果如下:

 

 按了close按钮后就关闭程序了,该程序与前一个程序的不同是:这个体现了线程的并发性,其点一次Start就出现一个球,而前一个程序不管你点多少次start,都有等到第一个工作完之后才可运行,所以该程序很好的体现了线程的特点。

 

 

实验总结:

在本次实验中进行第一个实验时,刚刚开始不知道怎么将jar文件导出来,后通过网上查询知道了如何去导出来,在该实验中也了解到了有关线程的概念和用途,学会了线程的创建方法,理解了线程优先级属性及调度方法,同时通过测试程序三能够很好的认识到了线程的特点。

posted on 2019-12-18 12:51  201871010123-吴丽丽  阅读(123)  评论(1编辑  收藏  举报