# 14.6 总结
何时使用多线程技术,以及何时避免用它,这是我们需要掌握的重要课题。骼它的主要目的是对大量任务进行有序的管理。通过多个任务的混合使用,可以更有效地利用计算机资源,或者对用户来说显得更方便。资源均衡的经典问题是在IO等候期间如何利用CPU。至于用户方面的方便性,最经典的问题就是如何在一个长时间的下载过程中监视并灵敏地反应一个“停止”(`stop`)按钮的按下。
多线程的主要缺点包括:
(1) 等候使用共享资源时造成程序的运行速度变慢。
(2) 对线程进行管理要求的额外CPU开销。
(3) 复杂程度无意义的加大,比如用独立的线程来更新数组内每个元素的愚蠢主意。
(4) 漫长的等待、浪费精力的资源竞争以及死锁等多线程症状。
线程另一个优点是它们用“轻度”执行切换(100条指令的顺序)取代了“重度”进程场景切换(1000条指令)。由于一个进程内的所有线程共享相同的内存空间,所以“轻度”场景切换只改变程序的执行和本地变量。而在“重度”场景切换时,一个进程的改变要求必须完整地交换内存空间。
线程处理看来好象进入了一个全新的领域,似乎要求我们学习一种全新的程序设计语言——或者至少学习一系列新的语言概念。由于大多数微机操作系统都提供了对线程的支持,所以程序设计语言或者库里也出现了对线程的扩展。不管在什么情况下,涉及线程的程序设计:
(1) 刚开始会让人摸不着头脑,要求改换我们传统的编程思路;
(2) 其他语言对线程的支持看来是类似的。所以一旦掌握了线程的概念,在其他环境也不会有太大的困难。尽管对线程的支持使Java语言的复杂程度多少有些增加,但请不要责怪Java。毕竟,利用线程可以做许多有益的事情。
多个线程可能共享同一个资源(比如一个对象里的内存),这是运用线程时面临的最大的一个麻烦。必须保证多个线程不会同时试图读取和修改那个资源。这要求技巧性地运用`synchronized`(同步)关键字。它是一个有用的工具,但必须真正掌握它,因为假若操作不当,极易出现死锁。
除此以外,运用线程时还要注意一个非常特殊的问题。由于根据Java的设计,它允许我们根据需要创建任意数量的线程——至少理论上如此(例如,假设为一项工程方面的有限元素分析创建数以百万的线程,这对Java来说并非实际)。然而,我们一般都要控制自己创建的线程数量的上限。因为在某些情况下,大量线程会将场面变得一团糟,所以工作都会几乎陷于停顿。临界点并不象对象那样可以达到几千个,而是在100以下。一般情况下,我们只创建少数几个关键线程,用它们解决某个特定的问题。这时数量的限制问题不大。但在较常规的一些设计中,这一限制确实会使我们感到束手束脚。
大家要注意线程处理中一个不是十分直观的问题。由于采用了线程“调度”机制,所以通过在`run()`的主循环中插入对`sleep()`的调用,一般都可以使自己的程序运行得更快一些。这使它对编程技巧的要求非常高,特别是在更长的延迟似乎反而能提高性能的时候。当然,之所以会出现这种情况,是由于在正在运行的线程准备进入“休眠”状态之前,较短的延迟可能造成“`sleep()`结束”调度机制的中断。这便强迫调度机制将其中止,并于稍后重新启动,以便它能做完自己的事情,再进入休眠状态。必须多想一想,才能意识到事情真正的麻烦程度。
本章遗漏的一件事情是一个动画例子,这是目前程序片最流行的一种应用。然而,Java JDK配套提供了解决这个问题的一整套方案(并可播放声音),大家可到`java.sun.com`的演示区域下载。此外,我们完全有理由相信未来版本的Java会提供更好的动画支持——尽管目前的Web涌现出了与传统方式完全不同的非Java、非程序化的许多动画方案。如果想系统学习Java动画的工作原理,可参考《Core Java——核心Java》一书,由Cornell&Horstmann编著,Prentice-Hall于1997年出版。若欲更深入地了解线程处理,请参考《Concurrent Programming in Java——Java中的并发编程》,由Doug Lea编著,Addison-Wiseley于1997年出版;或者《Java Threads——Java线程》,Oaks&Wong编著,O'Reilly于1997年出版。
- Java 编程思想
- 写在前面的话
- 引言
- 第1章 对象入门
- 1.1 抽象的进步
- 1.2 对象的接口
- 1.3 实现方案的隐藏
- 1.4 方案的重复使用
- 1.5 继承:重新使用接口
- 1.6 多态对象的互换使用
- 1.7 对象的创建和存在时间
- 1.8 异常控制:解决错误
- 1.9 多线程
- 1.10 永久性
- 1.11 Java和因特网
- 1.12 分析和设计
- 1.13 Java还是C++
- 第2章 一切都是对象
- 2.1 用引用操纵对象
- 2.2 所有对象都必须创建
- 2.3 绝对不要清除对象
- 2.4 新建数据类型:类
- 2.5 方法、参数和返回值
- 2.6 构建Java程序
- 2.7 我们的第一个Java程序
- 2.8 注释和嵌入文档
- 2.9 编码样式
- 2.10 总结
- 2.11 练习
- 第3章 控制程序流程
- 3.1 使用Java运算符
- 3.2 执行控制
- 3.3 总结
- 3.4 练习
- 第4章 初始化和清除
- 4.1 用构造器自动初始化
- 4.2 方法重载
- 4.3 清除:收尾和垃圾收集
- 4.4 成员初始化
- 4.5 数组初始化
- 4.6 总结
- 4.7 练习
- 第5章 隐藏实现过程
- 5.1 包:库单元
- 5.2 Java访问指示符
- 5.3 接口与实现
- 5.4 类访问
- 5.5 总结
- 5.6 练习
- 第6章 类复用
- 6.1 组合的语法
- 6.2 继承的语法
- 6.3 组合与继承的结合
- 6.4 到底选择组合还是继承
- 6.5 protected
- 6.6 累积开发
- 6.7 向上转换
- 6.8 final关键字
- 6.9 初始化和类装载
- 6.10 总结
- 6.11 练习
- 第7章 多态性
- 7.1 向上转换
- 7.2 深入理解
- 7.3 覆盖与重载
- 7.4 抽象类和方法
- 7.5 接口
- 7.6 内部类
- 7.7 构造器和多态性
- 7.8 通过继承进行设计
- 7.9 总结
- 7.10 练习
- 第8章 对象的容纳
- 8.1 数组
- 8.2 集合
- 8.3 枚举器(迭代器)
- 8.4 集合的类型
- 8.5 排序
- 8.6 通用集合库
- 8.7 新集合
- 8.8 总结
- 8.9 练习
- 第9章 异常差错控制
- 9.1 基本异常
- 9.2 异常的捕获
- 9.3 标准Java异常
- 9.4 创建自己的异常
- 9.5 异常的限制
- 9.6 用finally清除
- 9.7 构造器
- 9.8 异常匹配
- 9.9 总结
- 9.10 练习
- 第10章 Java IO系统
- 10.1 输入和输出
- 10.2 增添属性和有用的接口
- 10.3 本身的缺陷:RandomAccessFile
- 10.4 File类
- 10.5 IO流的典型应用
- 10.6 StreamTokenizer
- 10.7 Java 1.1的IO流
- 10.8 压缩
- 10.9 对象序列化
- 10.10 总结
- 10.11 练习
- 第11章 运行期类型识别
- 11.1 对RTTI的需要
- 11.2 RTTI语法
- 11.3 反射:运行期类信息
- 11.4 总结
- 11.5 练习
- 第12章 传递和返回对象
- 12.1 传递引用
- 12.2 制作本地副本
- 12.3 克隆的控制
- 12.4 只读类
- 12.5 总结
- 12.6 练习
- 第13章 创建窗口和程序片
- 13.1 为何要用AWT?
- 13.2 基本程序片
- 13.3 制作按钮
- 13.4 捕获事件
- 13.5 文本字段
- 13.6 文本区域
- 13.7 标签
- 13.8 复选框
- 13.9 单选钮
- 13.10 下拉列表
- 13.11 列表框
- 13.12 布局的控制
- 13.13 action的替代品
- 13.14 程序片的局限
- 13.15 视窗化应用
- 13.16 新型AWT
- 13.17 Java 1.1用户接口API
- 13.18 可视编程和Beans
- 13.19 Swing入门
- 13.20 总结
- 13.21 练习
- 第14章 多线程
- 14.1 反应灵敏的用户界面
- 14.2 共享有限的资源
- 14.3 堵塞
- 14.4 优先级
- 14.5 回顾runnable
- 14.6 总结
- 14.7 练习
- 第15章 网络编程
- 15.1 机器的标识
- 15.2 套接字
- 15.3 服务多个客户
- 15.4 数据报
- 15.5 一个Web应用
- 15.6 Java与CGI的沟通
- 15.7 用JDBC连接数据库
- 15.8 远程方法
- 15.9 总结
- 15.10 练习
- 第16章 设计模式
- 16.1 模式的概念
- 16.2 观察器模式
- 16.3 模拟垃圾回收站
- 16.4 改进设计
- 16.5 抽象的应用
- 16.6 多重分发
- 16.7 访问器模式
- 16.8 RTTI真的有害吗
- 16.9 总结
- 16.10 练习
- 第17章 项目
- 17.1 文字处理
- 17.2 方法查找工具
- 17.3 复杂性理论
- 17.4 总结
- 17.5 练习
- 附录A 使用非JAVA代码
- 附录B 对比C++和Java
- 附录C Java编程规则
- 附录D 性能
- 附录E 关于垃圾收集的一些话
- 附录F 推荐读物