Java程序设计

李蓉蓉

目录

  • 1 Java概述
    • 1.1 课程说课
    • 1.2 本章学习导言
    • 1.3 课件
    • 1.4 课程视频
    • 1.5 Java课程学习方法及目标
    • 1.6 开发环境及实验指导
    • 1.7 思政小课堂
    • 1.8 本章测验
  • 2 Java语言基础
    • 2.1 标识符与关键字
      • 2.1.1 学习任务单与导图
      • 2.1.2 课件
      • 2.1.3 课程视频
      • 2.1.4 本节测验
    • 2.2 Java数据类型
      • 2.2.1 学习任务单与导图
      • 2.2.2 课件
      • 2.2.3 课程视频
      • 2.2.4 本节测验
    • 2.3 运算符与表达式
      • 2.3.1 学习任务单与导图
      • 2.3.2 课程视频
      • 2.3.3 课件
      • 2.3.4 本节测验
    • 2.4 控制结构
      • 2.4.1 学习任务单与导图
      • 2.4.2 课件
      • 2.4.3 课程视频
      • 2.4.4 编程实践-模拟购物结算
      • 2.4.5 本节测验
    • 2.5 数组和方法
      • 2.5.1 学习任务单与导图
      • 2.5.2 课件
      • 2.5.3 课程视频
      • 2.5.4 编程实践-约瑟夫环问题
      • 2.5.5 本节测验
    • 2.6 字符串处理
      • 2.6.1 学习任务单与导图
      • 2.6.2 课件
      • 2.6.3 课程视频
      • 2.6.4 编程实践-中英文词汇对照
      • 2.6.5 编程实践-单词统计
      • 2.6.6 本节测验
    • 2.7 本章小结
    • 2.8 本章测验
  • 3 面向对象程序设计
    • 3.1 类与对象
      • 3.1.1 学习任务单与导图
      • 3.1.2 课件
      • 3.1.3 课程视频
      • 3.1.4 编程实践-求解三角形
      • 3.1.5 编程实践-类与对象实践
      • 3.1.6 本节测验
    • 3.2 继承与多态
      • 3.2.1 学习任务单与导图
      • 3.2.2 课件
      • 3.2.3 课程视频
      • 3.2.4 编程实践-继承与多态应用
      • 3.2.5 本节测验
    • 3.3 抽象类、接口、内部类
      • 3.3.1 学习任务单与导图
      • 3.3.2 课程视频
      • 3.3.3 课件
      • 3.3.4 编程实践-接口设计
      • 3.3.5 本节测验
    • 3.4 本章测验
  • 4 系统类库和框架集合
    • 4.1 Math类
      • 4.1.1 课程学习视频
      • 4.1.2 课件
      • 4.1.3 分析与实践
      • 4.1.4 思政小课堂
      • 4.1.5 本节测验
    • 4.2 时间日期类
      • 4.2.1 课程视频
      • 4.2.2 课件
      • 4.2.3 编程实践-世纪末的星期之谜
      • 4.2.4 编程实践-月历打印
      • 4.2.5 本节测验
    • 4.3 泛型和集合框架
      • 4.3.1 学习任务单与导图
      • 4.3.2 课程视频
      • 4.3.3 课件
      • 4.3.4 编程实践-猴子选大王
      • 4.3.5 编程实践-模拟斗地主发牌
      • 4.3.6 本节测验
      • 4.3.7 Java程序设计-课堂实录
    • 4.4 实验指导
    • 4.5 本章测验
  • 5 异常处理
    • 5.1 异常处理机制及方法
      • 5.1.1 学习任务单及导图
      • 5.1.2 课程视频
      • 5.1.3 课件
      • 5.1.4 拓展阅读:​DEBUG与格雷斯·霍珀
    • 5.2 异常处理方法
      • 5.2.1 学习任务单及导图
      • 5.2.2 课程视频
      • 5.2.3 课件
      • 5.2.4 编程实践-求解方程根
      • 5.2.5 思政小课堂
    • 5.3 本章测验
  • 6 I/O流与文件
    • 6.1 面向字节的输入输出流
      • 6.1.1 学习任务单与导图
      • 6.1.2 课程视频
      • 6.1.3 课件
      • 6.1.4 编程实践-文件复制器
    • 6.2 面向字符的输入输出流
      • 6.2.1 课程视频
    • 6.3 Java中文件与目录管理
      • 6.3.1 学习任务单与导图
      • 6.3.2 课程视频
      • 6.3.3 编程实践-显示文件夹信息
      • 6.3.4 编程实践-递归方法删除文件夹
      • 6.3.5 课件
    • 6.4 文件随机读写
    • 6.5 实验指导
    • 6.6 本章测验
  • 7 线程
    • 7.1 本章学习导言
    • 7.2 Java线程及相关概念
      • 7.2.1 课程视频
      • 7.2.2 课件
    • 7.3 多线程实现的两种方法
      • 7.3.1 课程视频
    • 7.4 线程控制与线程同步机制
      • 7.4.1 课程视频
      • 7.4.2 编程实践-过桥问题
      • 7.4.3 编程实践-生产者/消费者问题
      • 7.4.4 线程同步机制
    • 7.5 本章测验
  • 8 数据库访问
    • 8.1 本章学习导言
    • 8.2 关系数据库与JDBC
      • 8.2.1 课程视频
      • 8.2.2 课件
    • 8.3 JDBC应用
      • 8.3.1 编程实践
      • 8.3.2 代码文档
    • 8.4 课程思政小课堂
    • 8.5 本章测验
  • 9 图形用户界面设计
    • 9.1 本章学习导言
    • 9.2 AWT与Swing简介
    • 9.3 基本容器JFrame和GUI程序
    • 9.4 布局管理器
    • 9.5 事件
    • 9.6 常用Swing组件
    • 9.7 菜单
    • 9.8 编程实践-字体设置器
    • 9.9 本章小结
    • 9.10 本章测验
  • 10 网络编程
    • 10.1 本章学习导言
    • 10.2 基于Socket的网络编程
    • 10.3 基于UDP的网络编程
    • 10.4 基于URL类的网络编程
    • 10.5 编程实践-网络编程实验
  • 11 综合训练任务
    • 11.1 月历程序设计
    • 11.2 英汉释义小词典
    • 11.3 聊天应用程序设计
    • 11.4 20物联网工程3班 赵国彤 拼图游戏程序
    • 11.5 20物联网工程3班 卢健聪 2048游戏程序设计
    • 11.6 20物联网工程1班 曹方贤 学生信息管理系统程序设计
    • 11.7 20物联网工程1班 李坚俊 聊天室程序设计
    • 11.8 23软工2-董卓凡-扫雷游戏设计
    • 11.9 23软工2-刘畅-迷宫游戏设计
    • 11.10 23软工1-姚韩俊-拼图游戏设计
    • 11.11 23软工1-蔡树泽-聊天室
    • 11.12 23软件2-董悦德-贪吃蛇
Java线程及相关概念

Java线程的概念

和其他多数计算机语言不同,Java内置支持多线程编程(multithreaded programming)。

多线程程序包含两条或两条以上并发运行的部分。程序中每个这样的部分都叫一个线程(thread),每个线程都有独立的执行路径。因此,多线程是多任务处理的一种特殊形式。

你一定知道多任务处理,因为它实际上被所有的现代操作系统所支持。然而,多任务处理有两种截然不同的类型:基于进程的和基于线程的。认识两者的不同是十分重要的。

对很多读者,基于进程的多任务处理是更熟悉的形式。进程(process)本质上是一个执行的程序。因此,基于进程(process-based) 的多任务处理的特点是允许你的计算机同时运行两个或更多的程序。举例来说,基于进程的多任务处理使你在运用文本编辑器的时候可以同时运行Java编译器。在基于进程的多任务处理中,程序是调度程序所分派的最小代码单位。

在基于线程(thread-based) 的多任务处理环境中,线程是最小的执行单位。这意味着一个程序可以同时执行两个或者多个任务的功能。例如,一个文本编辑器可以在打印的同时格式化文本。所以,多进程程序处理“大图片”,而多线程程序处理细节问题。

多线程程序比多进程程序需要更少的管理费用。进程是重量级的任务,需要分配它们自己独立的地址空间。进程间通信是昂贵和受限的。进程间的转换也是很需要花费的。另一方面,线程是轻量级的选手。它们共享相同的地址空间并且共同分享同一个进程。线程间通信是便宜的,线程间的转换也是低成本的。当Java程序使用多进程任务处理环境时,多进程程序不受Java的控制,而多线程则受Java控制。

多线程帮助你写出CPU最大利用率的高效程序,因为空闲时间保持最低。这对Java运行的交互式的网络互连环境是至关重要的,因为空闲时间是公共的。举个例子来说,网络的数据传输速率远低于计算机处理能力,本地文件系统资源的读写速度远低于CPU的处理能力,当然,用户输入也比计算机慢很多。在传统的单线程环境中,你的程序必须等待每一个这样的任务完成以后才能执行下一步——尽管CPU有很多空闲时间。多线程使你能够获得并充分利用这些空闲时间。

如果你在Windows 98 或Windows 2000这样的操作系统下有编程经验,那么你已经熟悉了多线程。然而,Java管理线程使多线程处理尤其方便,因为很多细节对你来说是易于处理的。

理解多线程

  多线程是这样一种机制,它允许在程序中并发执行多个指令流,每个指令流都称为一个线程,彼此间互相独立。

  线程又称为轻量级进程,它和进程一样拥有独立的执行控制,由操作系统负责调度,区别在于线程没有独立的存储空间,而是和所属进程中的其它线程共享一个存储空间,这使得线程间的通信远较进程简单。

  多个线程的执行是并发的,也就是在逻辑上“同时”,而不管是否是物理上的“同时”。如果系统只有一个CPU,那么真正的“同时”是不可能的,但是由于CPU的速度非常快,用户感觉不到其中的区别,因此我们也不用关心它,只需要设想各个线程是同时执行即可。

  多线程和传统的单线程在程序设计上最大的区别在于,由于各个线程的控制流彼此独立,使得各个线程之间的代码是乱序执行的,由此带来的线程调度,同步等问题。