浙江理工大学

《Java程序设计》

 实验报告

 20 19～20 20学年第 1学期     

   计算机科学与技术专业

20 19 年 11 月

《Java程序设计》实 验 报 告（四）

import java.awt.*;

import java.awt.event.*;

import java.text.SimpleDateFormat;

import java.util.Date;



import javax.swing.*;



public class ClockFrame extends JFrame{

   

    JLabel lbClock=null;//创建一个标签

    public ClockFrame(){

        lbClock=new JLabel(getDate());

        //实例化lbClock标签，其title为动态调用getDate方法

        lbClock.setFont(new Font("黑体",Font.BOLD,50));

        lbClock.setForeground(Color.red);

        //设置标签字体以及标签中字的颜色

        this.add(lbClock);

        //将标签添加到窗体中

        this.addMouseListener(new MouseAdapter(){

            public void mouseClicked(MouseEvent e){

                if(e.getClickCount()==2){

                   System.exit(0);

                }

            }

        });

        //注册监听器，监听鼠标事件，mouseAdapter中的方法都已经封装，直接实现功能即可

        this.setUndecorated(true);

        //窗体无边框

        this.pack();

        //窗口大小自适应

        this.setLocationRelativeTo(null);

        //窗体居中

        this.setVisible(true);

        //窗体可见;

       

        //创建并启动线程，使时间不断地显示在屏幕上

        new Thread(new Runnable(){

            //在创建Thread对象时直接使用一个匿名的Run那边了对象实现线程中的方法。

            public void run() {

                while(true){

                   //无限循环休眠1000ms

                   try{

                       Thread.sleep(1000);

                   }catch(InterruptedException e){

                       //扑捉发生在线程中的异常，当一个正在执行的线程被中断时就会出现这个异常，添加catch后当程序被双击停止时不会出现错误

                       e.printStackTrace();

                   }

                   lbClock.setText(getDate());

                  

                }

            }

           

        }).start();//启动Thread方法，这个Thread方法也是匿名的。

    }



    private String getDate() {

        //这个方法属于java中常见的获取当前时间并格式化输出的例子

        SimpleDateFormat df=new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd hh:mm:ss");

        //确定时间的格式

        return df.format(new Date());

        //new Date取当前系统时间，使用创建的格式实例格式化返回去到的时间。

    }



    public static void main(String[] args) {

        // TODO Auto-generated method stub

        new ClockFrame();



    }



}

问题

1）为何需要多线程？
在android中，在主线程中如果耗时太长会出现ANR（android not
Responding），也就是看起来很卡；
一些下载图片，下载数据等耗时操作需要在其他线程执行。
一句话：避免应用太卡，需要使用多线程。

2）多线程如何实现？
多线程实现方式两种方式：
implements Runnable 或 extends Thread

3）多线程机制的核心是啥？
也可以理解为：线程之间的消息传递
一句话：handler机制
3.1 创建一个Handler时一定要关联一个Looper实例，默认构造方法Handler()，它是关联当前Thread的Looper。
我们在UI Thread中创建一个Handler,那么此时就关联了UI Thread的Looper！

public Handler() {

    mLooper = Looper.myLooper();
}
//当前线程的Looper，在Activity创建时，UI线程已经创建了Looper对象

//在Handler中机制中Looper是最为核心的，它一直处于循环读MessageQueue，有

//要处理的Message就将Message发送给当前的Handler实例来处理

3.2 在创建一个Handler的时候也可以指定Looper，此时的Looper对象，可以是当前线程的也可以是其它线程的！
Handler只是处理它所关联的Looper中的MessageQueue中的Message，至于它哪个线程的Looper，Handler并不是很关心！

我们可以在UI线程中创建一个Handler同时传入Worker的Looper？？？？？？？

3.3 可Handler到底干了啥呢？简要说明如下：

Activity所在的UI线程在创建的时候，就关联了Looper和MessageQueue，那么我们又在UI线程里创建了自己的Handler，那么Handler是属于UI线程的，从而它是可以和UI线程交互的！
UI线程的Looper一直在进行Loop操作MessageQueue读取符合要求的Message给属于它的target即Handler来处理！所 以啊，我们只要在Worker线程中将最新的数据放到Handler所关联的Looper的MessageQueue中，然而Looper一直在loop 操作，一旦有符合要求的Message，就第一时间将Message交给该Message的target即Handler来处理！所以啊，我们在创建 Message的时候就应该指定它的target即Handler！

3.4 消息发送有哪几种方法？

但我们也可以，new Message() -- > mHandler.sendMessage(msg) ;这是特例！

如果我们通过obtainMessage()方法获取Message对象，此时Handler就会自动设置Message的target。可以看源码！

简单一点说就是：

UI线程或Worker线程提供MessageQueue，Handler向其中填Message，Looper从其中读Message，然后交由 Message自己的target即Handler来处理！！最终被从属于UI线程的Handler的handlMessag(Message msg)方法被调用！！

这就是Android多线程异步处理最为核心的地方！！

3.5 注意点：
（1）在UI线程中创建Handler[一般继承HandleMessage(Message msg)]
（2）Looper可以属于UI线程或Worker线程
（3）从属于Looper的MessgeQueue，Looper一直在loop()操作,在loop()中执行msg.target.dispatchMessage(msg);调用Handler的handleMessage(Message msg)

在创建一个Looper时，就创建了从属于该Looper的MessageQueue
private Looper() {

mQueue = new MessageQueue();

mRun = true;

mThread = Thread.currentThread();

}

（4）在 Worker线程中获取Message，然后通过Handler传入MessageQueue
（5）handler处理消息。

4）到底有多少种实现方式？

4.1 在异步线程操作UI控件

利用handler

handler.sendMessage(message)-----------handleMessage方法回调

4.2 控件自己本身操作

textview.post(Runnable action)
textview.postDelay(Runnable action , long miliseconds)

4.3 activity的调用方法
runOnUiThread(Runnable action)

public final void runOnUiThread(Runnable action) {

if (Thread.currentThread() != mUiThread) {

//如果当前线程不是UI线程

mHandler.post(action);

} else {

action.run();

}

}

其中：

mUiThread = Thread.currentThread() ;

mHandler = new Handler()

4.4 AsyncTask（在UI线程中、只能实例化一次的）

onPreExecute() --在UI线程中执行，作一些初始化操作
doInBackground(Params... params) --在Worker线程中执行，进行耗时的后台处理，在该方法中可以调用publishProgress(Progress progress) 进行进度处理
onProgressUpdate(Progress progress) --在UI线程中执行，进行进度实时处理
onPostExecute(Result result) --在UI线程中执行， 在doInBackground(Params ... params)返回后调用
onCancelled() --在UI线程中执行，在AsyncTask实例调用cancle(true)方法后执行，作一些清理操作

注意点

AsyncTask必须在UI线程中创建，

asyncTask.execute(Params... params) ;在UI线程中执行，且只能执行一次

要想再次调用execute(Params... params)，必须重新创建AsyncTask对象

遗留问题

1. handler从消息队列轮询处理消息，当消息处理完了会怎样？
2. AsyncTask优缺点有哪些？
   优点是解决了多线程处理问题
   缺点是每处理一个任务需要一个新的实例来执行
3. 当同一时间有很多耗时操作时，需要new thread很多实例，任务执行完成后，会被虚拟机垃圾回收gc，降低程序性能。
   原理：当频繁创建销毁某个类型的对象实例时，会产生很多临时对象，当失去引用的临时对象较多时，就会gc。
   如何自定义线程池来处理这一个问题？
4. 我们可以在UI线程中创建一个Handler同时传入Worker的Looper，那么handler处理消息是来自UI线程还是worker线程，还是两个都处理？
5. 用一张图来阐述handler原理？

Java并发编程技术官笔记

由于篇幅原因，我只能在文章中展示部分的章节内容和核心截图，如果你需要完整的pdf版本，可以在文末免费领取

首先给大家分享学习的思维导图，学习是需要逻辑完整的，这样才可以更高效的学习：

下面是笔记的总目录：

1，线程基础、线程之间的共享和协作

• 基础概念
• 认识Java里的线程
• 对Java里的线程再多-点点认识
• 线程间的共享和协作
• 面试题

CPU核心数和线程数的关系

澄清并行和并发

2，线程的并发工具类

• Fork-Join
• CountDownLatch
• CyclicBarrier
• CountDownLatch和CylicBarrier辨析
• Semaphore
• Exchange
• Callable. Future和FutureTask

3，原子操作CAS

• 什么是原子操作?如何实现原子操作?
• CAS实现原子操作的三大问题
• Jdk中相关原子操作类的使用

4，显式锁和AQS

• 显式锁
• 了解LockSupport
• CLH队列锁
• AbstractQueuedSynchronizer
• 回头看Lock的实现

5，并发容器

• 为什么要使用ConcurrentHashMap
• ConcurrentHashMap
• ConcurrentSkipList系列
• ConcurrentinkedQueue
• 写时复制容器
• 阻塞队列BlockingQueue

6，线程池

• 为什么要用线程池?
• ThreadPoolExecutor的类关系
• 线程池的创建各个参数含义
• 扩展线程池
• 线程池的工作机制
• 提交任务.
• 关闭线程池
• 合理地配置线程池
• 预定义线程池
• CompletionService

7，并发安全

• 什么是线程安全性
• 死锁
• 其他安全问题
• 并发下的性能
• 线程安全的单例模式

8，实战项目

• 并发任务执行框架
• 性能优化实战

9，JMM和底层实现原理

• JMM基础计算机原理
• 物理内存模型带来的问题
• 伪共享
• Java内存模型( JMM)
• Java内存模型带来的问题
• happens- before
• volatile详解
• fnal的内存语义
• 锁的内存语义
• synchronized的实现原理
• 了解各种锁

10，Java8新增的并发，扩充知识点- Disruptor

• 原子操作CAS
• StampLock
• CompleteableFuture

最后如何让自己一步步成为技术专家

说句实话，如果一个打工人不想提升自己，那便没有工作的意义，毕竟大家也没有到养老的年龄。

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