# 14.5 回顧runnable
在本章早些時候,我曾建議大家在將一個程序片或主`Frame`當作`Runnable`的實現形式之前,一定要好好地想一想。若采用那種方式,就只能在自己的程序中使用其中的一個線程。這便限制了靈活性,一旦需要用到屬于那種類型的多個線程,就會遇到不必要的麻煩。
當然,如果必須從一個類繼承,而且想使類具有線程處理能力,則`Runnable`是一種正確的方案。本章最后一個例子對這一點進行了剖析,制作了一個`RunnableCanvas`類,用于為自己描繪不同的顏色(`Canvas`是“畫布”的意思)。這個應用被設計成從命令行獲得參數值,以決定顏色網格有多大,以及顏色發生變化之間的`sleep()`有多長。通過運用這些值,大家能體驗到線程一些有趣而且可能令人費解的特性:
```
//: ColorBoxes.java
// Using the Runnable interface
import java.awt.*;
import java.awt.event.*;
class CBox extends Canvas implements Runnable {
private Thread t;
private int pause;
private static final Color[] colors = {
Color.black, Color.blue, Color.cyan,
Color.darkGray, Color.gray, Color.green,
Color.lightGray, Color.magenta,
Color.orange, Color.pink, Color.red,
Color.white, Color.yellow
};
private Color cColor = newColor();
private static final Color newColor() {
return colors[
(int)(Math.random() * colors.length)
];
}
public void paint(Graphics g) {
g.setColor(cColor);
Dimension s = getSize();
g.fillRect(0, 0, s.width, s.height);
}
public CBox(int pause) {
this.pause = pause;
t = new Thread(this);
t.start();
}
public void run() {
while(true) {
cColor = newColor();
repaint();
try {
t.sleep(pause);
} catch(InterruptedException e) {}
}
}
}
public class ColorBoxes extends Frame {
public ColorBoxes(int pause, int grid) {
setTitle("ColorBoxes");
setLayout(new GridLayout(grid, grid));
for (int i = 0; i < grid * grid; i++)
add(new CBox(pause));
addWindowListener(new WindowAdapter() {
public void windowClosing(WindowEvent e) {
System.exit(0);
}
});
}
public static void main(String[] args) {
int pause = 50;
int grid = 8;
if(args.length > 0)
pause = Integer.parseInt(args[0]);
if(args.length > 1)
grid = Integer.parseInt(args[1]);
Frame f = new ColorBoxes(pause, grid);
f.setSize(500, 400);
f.setVisible(true);
}
} ///:~
```
`ColorBoxes`是一個典型的應用(程序),有一個構造器用于設置GUI。這個構造器采用`int grid`的一個參數,用它設置`GridLayout`(網格布局),使每一維里都有一個`grid`單元。隨后,它添加適當數量的`CBox`對象,用它們填充網格,并為每一個都傳遞`pause`值。在`main()`中,我們可看到如何對`pause`和`grid`的默認值進行修改(如果用命令行參數傳遞)。
`CBox`是進行正式工作的地方。它是從`Canvas`繼承的,并實現了`Runnable`接口,使每個`Canvas`也能是一個`Thread`。記住在實現`Runnable`的時候,并沒有實際產生一個`Thread`對象,只是一個擁有`run()`方法的類。因此,我們必須明確地創建一個`Thread`對象,并將`Runnable`對象傳遞給構造器,隨后調用`start()`(在構造器里進行)。在`CBox`里,這個線程的名字叫作`t`。
請留意數組`colors`,它對`Color`類中的所有顏色進行了列舉(枚舉)。它在`newColor()`中用于產生一種隨機選擇的顏色。當前的單元(格)顏色是`cColor`。
`paint()`則相當簡單——只是將顏色設為`cColor`,然后用那種顏色填充整張畫布(`Canvas`)。
在`run()`中,我們看到一個無限循環,它將`cColor`設為一種隨機顏色,然后調用`repaint()`把它顯示出來。隨后,對線程執行`sleep()`,使其“休眠”由命令行指定的時間長度。
由于這種設計模式非常靈活,而且線程處理同每個`Canvas`元素都緊密結合在一起,所以在理論上可以生成任意多的線程(但在實際應用中,這要受到JVM能夠從容對付的線程數量的限制)。
這個程序也為我們提供了一個有趣的評測基準,因為它揭示了不同JVM機制在速度上造成的戲劇性的差異。
## 14.5.1 過多的線程
有些時候,我們會發現`ColorBoxes`幾乎陷于停頓狀態。在我自己的機器上,這一情況在產生了`10×10`的網格之后發生了。為什么會這樣呢?自然地,我們有理由懷疑AWT對它做了什么事情。所以這里有一個例子能夠測試那個猜測,它產生了較少的線程。代碼經過了重新組織,使一個`Vector`實現了`Runnable`,而且那個`Vector`容納了數量眾多的色塊,并隨機挑選一些進行更新。隨后,我們創建大量這些`Vector`對象,數量大致取決于我們挑選的網格維數。結果便是我們得到比色塊少得多的線程。所以假如有一個速度的加快,我們就能立即知道,因為前例的線程數量太多了。如下所示:
```
//: ColorBoxes2.java
// Balancing thread use
import java.awt.*;
import java.awt.event.*;
import java.util.*;
class CBox2 extends Canvas {
private static final Color[] colors = {
Color.black, Color.blue, Color.cyan,
Color.darkGray, Color.gray, Color.green,
Color.lightGray, Color.magenta,
Color.orange, Color.pink, Color.red,
Color.white, Color.yellow
};
private Color cColor = newColor();
private static final Color newColor() {
return colors[
(int)(Math.random() * colors.length)
];
}
void nextColor() {
cColor = newColor();
repaint();
}
public void paint(Graphics g) {
g.setColor(cColor);
Dimension s = getSize();
g.fillRect(0, 0, s.width, s.height);
}
}
class CBoxVector
extends Vector implements Runnable {
private Thread t;
private int pause;
public CBoxVector(int pause) {
this.pause = pause;
t = new Thread(this);
}
public void go() { t.start(); }
public void run() {
while(true) {
int i = (int)(Math.random() * size());
((CBox2)elementAt(i)).nextColor();
try {
t.sleep(pause);
} catch(InterruptedException e) {}
}
}
}
public class ColorBoxes2 extends Frame {
private CBoxVector[] v;
public ColorBoxes2(int pause, int grid) {
setTitle("ColorBoxes2");
setLayout(new GridLayout(grid, grid));
v = new CBoxVector[grid];
for(int i = 0; i < grid; i++)
v[i] = new CBoxVector(pause);
for (int i = 0; i < grid * grid; i++) {
v[i % grid].addElement(new CBox2());
add((CBox2)v[i % grid].lastElement());
}
for(int i = 0; i < grid; i++)
v[i].go();
addWindowListener(new WindowAdapter() {
public void windowClosing(WindowEvent e) {
System.exit(0);
}
});
}
public static void main(String[] args) {
// Shorter default pause than ColorBoxes:
int pause = 5;
int grid = 8;
if(args.length > 0)
pause = Integer.parseInt(args[0]);
if(args.length > 1)
grid = Integer.parseInt(args[1]);
Frame f = new ColorBoxes2(pause, grid);
f.setSize(500, 400);
f.setVisible(true);
}
} ///:~
```
在`ColorBoxes2`中,我們創建了`CBoxVector`的一個數組,并對其初始化,使其容下各個`CBoxVector`網格。每個網格都知道自己該“睡眠”多長的時間。隨后為每個`CBoxVector`都添加等量的`Cbox2`對象,而且將每個`Vector`都告訴給`go()`,用它來啟動自己的線程。
`CBox2`類似`CBox`——能用一種隨機選擇的顏色描繪自己。但那就是`CBox2`能夠做的全部工作。所有涉及線程的處理都已移至`CBoxVector`進行。
`CBoxVector`也可以擁有繼承的`Thread`,并有一個類型為`Vector`的成員對象。這樣設計的好處就是`addElement()`和`elementAt()`方法可以獲得特定的參數以及返回值類型,而不是只能獲得常規Object(它們的名字也可以變得更短)。然而,這里采用的設計表面上看需要較少的代碼。除此以外,它會自動保留一個`Vector`的其他所有行為。由于`elementAt()`需要大量進行“封閉”工作,用到許多括號,所以隨著代碼主體的擴充,最終仍有可能需要大量代碼。
和以前一樣,在我們實現`Runnable`的時候,并沒有獲得與`Thread`配套提供的所有功能,所以必須創建一個新的`Thread`,并將自己傳遞給它的構造器,以便正式“啟動”——`start()`——一些東西。大家在`CBoxVector`構造器和`go()`里都可以體會到這一點。`run()`方法簡單地選擇`Vector`里的一個隨機元素編號,并為那個元素調用`nextColor()`,令其挑選一種新的隨機顏色。
運行這個程序時,大家會發現它確實變得更快,響應也更迅速(比如在中斷它的時候,它能更快地停下來)。而且隨著網格尺寸的壯大,它也不會經常性地陷于“停頓”狀態。因此,線程的處理又多了一項新的考慮因素:必須隨時檢查自己有沒有“太多的線程”(無論對什么程序和運行平臺)。若線程太多,必須試著使用上面介紹的技術,對程序中的線程數量進行“平衡”。如果在一個多線程的程序中遇到了性能上的問題,那么現在有許多因素需要檢查:
(1) 對`sleep`,`yield()`以及/或者`wait()`的調用足夠多嗎?
(2) `sleep()`的調用時間足夠長嗎?
(3) 運行的線程數是不是太多?
(4) 試過不同的平臺和JVM嗎?
象這樣的一些問題是造成多線程應用程序的編制成為一種“技術活”的原因之一。
- Java 編程思想
- 寫在前面的話
- 引言
- 第1章 對象入門
- 1.1 抽象的進步
- 1.2 對象的接口
- 1.3 實現方案的隱藏
- 1.4 方案的重復使用
- 1.5 繼承:重新使用接口
- 1.6 多態對象的互換使用
- 1.7 對象的創建和存在時間
- 1.8 異常控制:解決錯誤
- 1.9 多線程
- 1.10 永久性
- 1.11 Java和因特網
- 1.12 分析和設計
- 1.13 Java還是C++
- 第2章 一切都是對象
- 2.1 用引用操縱對象
- 2.2 所有對象都必須創建
- 2.3 絕對不要清除對象
- 2.4 新建數據類型:類
- 2.5 方法、參數和返回值
- 2.6 構建Java程序
- 2.7 我們的第一個Java程序
- 2.8 注釋和嵌入文檔
- 2.9 編碼樣式
- 2.10 總結
- 2.11 練習
- 第3章 控制程序流程
- 3.1 使用Java運算符
- 3.2 執行控制
- 3.3 總結
- 3.4 練習
- 第4章 初始化和清除
- 4.1 用構造器自動初始化
- 4.2 方法重載
- 4.3 清除:收尾和垃圾收集
- 4.4 成員初始化
- 4.5 數組初始化
- 4.6 總結
- 4.7 練習
- 第5章 隱藏實現過程
- 5.1 包:庫單元
- 5.2 Java訪問指示符
- 5.3 接口與實現
- 5.4 類訪問
- 5.5 總結
- 5.6 練習
- 第6章 類復用
- 6.1 組合的語法
- 6.2 繼承的語法
- 6.3 組合與繼承的結合
- 6.4 到底選擇組合還是繼承
- 6.5 protected
- 6.6 累積開發
- 6.7 向上轉換
- 6.8 final關鍵字
- 6.9 初始化和類裝載
- 6.10 總結
- 6.11 練習
- 第7章 多態性
- 7.1 向上轉換
- 7.2 深入理解
- 7.3 覆蓋與重載
- 7.4 抽象類和方法
- 7.5 接口
- 7.6 內部類
- 7.7 構造器和多態性
- 7.8 通過繼承進行設計
- 7.9 總結
- 7.10 練習
- 第8章 對象的容納
- 8.1 數組
- 8.2 集合
- 8.3 枚舉器(迭代器)
- 8.4 集合的類型
- 8.5 排序
- 8.6 通用集合庫
- 8.7 新集合
- 8.8 總結
- 8.9 練習
- 第9章 異常差錯控制
- 9.1 基本異常
- 9.2 異常的捕獲
- 9.3 標準Java異常
- 9.4 創建自己的異常
- 9.5 異常的限制
- 9.6 用finally清除
- 9.7 構造器
- 9.8 異常匹配
- 9.9 總結
- 9.10 練習
- 第10章 Java IO系統
- 10.1 輸入和輸出
- 10.2 增添屬性和有用的接口
- 10.3 本身的缺陷:RandomAccessFile
- 10.4 File類
- 10.5 IO流的典型應用
- 10.6 StreamTokenizer
- 10.7 Java 1.1的IO流
- 10.8 壓縮
- 10.9 對象序列化
- 10.10 總結
- 10.11 練習
- 第11章 運行期類型識別
- 11.1 對RTTI的需要
- 11.2 RTTI語法
- 11.3 反射:運行期類信息
- 11.4 總結
- 11.5 練習
- 第12章 傳遞和返回對象
- 12.1 傳遞引用
- 12.2 制作本地副本
- 12.3 克隆的控制
- 12.4 只讀類
- 12.5 總結
- 12.6 練習
- 第13章 創建窗口和程序片
- 13.1 為何要用AWT?
- 13.2 基本程序片
- 13.3 制作按鈕
- 13.4 捕獲事件
- 13.5 文本字段
- 13.6 文本區域
- 13.7 標簽
- 13.8 復選框
- 13.9 單選鈕
- 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 視窗化應用
- 13.16 新型AWT
- 13.17 Java 1.1用戶接口API
- 13.18 可視編程和Beans
- 13.19 Swing入門
- 13.20 總結
- 13.21 練習
- 第14章 多線程
- 14.1 反應靈敏的用戶界面
- 14.2 共享有限的資源
- 14.3 堵塞
- 14.4 優先級
- 14.5 回顧runnable
- 14.6 總結
- 14.7 練習
- 第15章 網絡編程
- 15.1 機器的標識
- 15.2 套接字
- 15.3 服務多個客戶
- 15.4 數據報
- 15.5 一個Web應用
- 15.6 Java與CGI的溝通
- 15.7 用JDBC連接數據庫
- 15.8 遠程方法
- 15.9 總結
- 15.10 練習
- 第16章 設計模式
- 16.1 模式的概念
- 16.2 觀察器模式
- 16.3 模擬垃圾回收站
- 16.4 改進設計
- 16.5 抽象的應用
- 16.6 多重分發
- 16.7 訪問器模式
- 16.8 RTTI真的有害嗎
- 16.9 總結
- 16.10 練習
- 第17章 項目
- 17.1 文字處理
- 17.2 方法查找工具
- 17.3 復雜性理論
- 17.4 總結
- 17.5 練習
- 附錄A 使用非JAVA代碼
- 附錄B 對比C++和Java
- 附錄C Java編程規則
- 附錄D 性能
- 附錄E 關于垃圾收集的一些話
- 附錄F 推薦讀物