201871010109-胡欢欢《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/11435127.html
作业学习目标	(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。

 

 

 

 

 

 

 

 

实验十四  应用程序归档与线程初步

 

第一部分：理论知识总结

14.1 什么是线程

1、程序、进程与线程

程序是一段静态的代码，它是应用程序执行的蓝本。 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。 线程是进程执行过程中产生的多条执行线索。 线程是比进程执行更小的单位。

2、Java中实现多线程应用有两种途径：

　　　　（1）创建Thread类的子类

　　　　　　用Thread类的子类创建线程

　　　　　　只需从Thread类派生出一个子类，在类中一定要实现run()。

　　　　　　　　 例： class hand extends Thread

　　　　　　　　　　　　 {

　　　　　　　　　　　　　　public void run()

　　　　　　　　　　　　　　 {…….}

　　　　　　　　　　　　}

　　　　　　　　案例：

　　　　　　　　　　　class Lefthand extends Thread {

　　　　　　　　　　　　　public void run(){

　　　　　　　　　　　　　　for(int i=0;i<=5;i++)

　　　　　　　　　　　　　　　　{

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　System.out.println("You are Students!");

　　　　　　　　　　　　　　　　　　try{

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　sleep(500);

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　}

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　catch(InterruptedException e) {… }

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　}

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　}

　　　　　　　　　　　　　　　　　　}

　　　　（2）在程序中实现Runnable接口

　　　　　　　　用Runnable()接口实现多线程时，必须实现run()方法，也用start()启动线程。

　　　　　　　　用Runnable()接口实现多线程时，常用Thread类的构造方法来创建线程对象。

　　　　　　　　　　class BallRunnable implements Runnable

　　　　　　　　　　　　{

　　　　　　　　　　　　　　public void run(){

　　　　　　　　　　　　　　　try {

　　　　　　　　　　　　　　　　　　for (int i = 1; i <= STEPS; i++) {

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　ball.move(component.getBounds());

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　component.repaint();

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　Thread.sleep(DELAY);

　　　　　　　　　　　　　　　　}

　　　　　　　　　　　　 　　} catch (InterruptedException e){}

　　　　　　　　　　　　}　　　　　　　　　　

　　　　　　API:java.lang.Thread Thread(Runnable r) Runnable r = new BallRunnable(b, comp);

　　　　　　Thread t = new Thread(r);

　　　　　　创建一个新线程，它调用r的run(), r是一个实现了Runnable接口的类的实例。

14.2 中断线程

　　　　当线程的run方法执行方法体中最后一条语句后，并经由执行return语句返回时，或者出现了在方法中没有捕获的异常时，线程将终止。 在程序中常常调用interrupt()来终止线程，interrupt()不仅可中断正在运行的线程，而且也能中断处于blocked状态的线程，此时interrupt()会抛出一个InterruptedException异常。 Java提供了几个用于测试线程是否被中断的方法。

　　　　void interrupt()

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

　　　　static boolean interrupted()

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

　　　　boolean isInterrupted()

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

14.3 线程状态

1、线程一共有如下6种状态：

　　　　　　New (新建)

　　　　　　Runnable (可运行)

　　　　　　Blocked (被阻塞)

　　　　　　Waiting (等待)

　　　　　　Timed waiting (计时等待)

　　　　　　Terminated (被终止)

2、新创建线程

　　　　　　new（新建） 线程对象刚刚创建，还没有启动，此时还处于不可运行状态。

　　　　　　Thread thread=new Thread(“test”) 此时线程thread处于新建状态，但已有了相应的内存空间以及其它资源。

3、可运行线程

　　　　　　runnable（可运行状态) 此时的线程已经启动，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。

　　　　　　thread.start()

　　　　　　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，不同原因要用不同的方法解除。

　　　　　　 sleep(),wait()是两个常用引起阻塞的方法。

　　　　　　Terminated (被终止) 线程被终止的原因有二： 一是run()方法中最后一个语句执行完毕，因而自然死亡。 二是因为一个没有捕获的异常终止了run

　　　　　　方法，从而意外死亡。 thread.stop() 可以调用线程的stop方法杀死一个线程，但是，stop方法已过时，不要在自己的代码中调用它。

4、线程的挂起和恢复

　　　　　　suspend() 和 resume() 方法：两个方法配套使用，suspend()使得线程进入阻塞状态，并且不会自动恢复，必须其对应的 resume() 被调用，才能

　　　　　　使得线程重新进入可执行状态。 suspend() 和 resume() 被用在等待另一个线程产生的结果的情形：测试发现结果还没有产生后，让线程阻塞，另

　　　　　　一个线程产生了结果后，调用 resume() 使其恢复。但suspend()方法很容易引起死锁问题，已经不推荐使用了。

第二部分：实验内容和步骤

实验1： 导入第13章示例程序，测试程序并进行代码注释。

测试程序1

l 在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；

l 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。

l 掌握创建JAR文件的方法；

实验代码：

package 线程;

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)
   {  //设置图像界面窗口
      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 int DEFAULT_WIDTH = 300;
   private static final int DEFAULT_HEIGHT = 300;

   public ResourceTestFrame()
   {
      setSize(DEFAULT_WIDTH, DEFAULT_HEIGHT);//设置框架大小
      URL aboutURL = getClass().getResource("about.gif"); //利用about.gif图像文件制作图标
      Image img = new ImageIcon(aboutURL).getImage();
      setIconImage(img);

      JTextArea textArea = new JTextArea();//创建一个文本空白框
      InputStream stream = getClass().getResourceAsStream("about.txt");//读取about.txt文件
      try (Scanner in = new Scanner(stream, "UTF-8"))
      {
         while (in.hasNext())//判断读取文件的该行是否有数据
            textArea.append(in.nextLine() + "
");
      }
      add(textArea);//将读取的文件添加到文本域中
   }
}

实验结果：

 点击后：

测试程序2：

l 在elipse IDE中调试运行ThreadTest，结合程序运行结果理解程序；

l 掌握线程概念；

l 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。

class Lefthand extends Thread { 
   public void run()
   {
       for(int i=0;i<=5;i++)
       {  System.out.println("You are Students!");
           try{   sleep(500);   }
           catch(InterruptedException e)
           { System.out.println("Lefthand error.");}    
       } 
  } 
}
class Righthand extends Thread {
    public void run()
    {
         for(int i=0;i<=5;i++)
         {   System.out.println("I am a Teacher!");
             try{  sleep(300);  }
             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();
     }
}

利用Runnable接口改造程序后

package 线程;
//线程的接口Runnable
class Lefthand implements Runnable{
           @Override
           public void run()
           {
               for(int i=0;i<=5;i++)
               {  System.out.println("You are Students!");
                   try{   Thread.sleep(500);   }
                   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 ThreadTest 
        {
             static Lefthand left;
             static Righthand right;
             public static void main(String[] args)
             {     left=new Lefthand();
                   right=new Righthand();
                 new Thread(left).start();
                 new Thread(right).start();
                 
             }
        }

运行结果：

测试程序3：

l 在Elipse环境下调试教材625页程序14-1、14-2 、14-3，结合程序运行结果理解程序；

l 在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；

l 对比两个程序，理解线程的概念和用途；

l 掌握线程创建的两种技术。

14-1

package 线程;

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

/**
 * Shows an animated bouncing ball.
 * @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);
      });//创建一个GUI界面
   }
}

/**
 * The frame with ball component and buttons.
 */
class BounceFrame extends JFrame
{
   private BallComponent comp;
   public static final int STEPS = 1000;
   public static final int DELAY = 3;

   /*构造包含用于显示弹跳球和启动和关闭按钮*/
   public BounceFrame()
   {
      setTitle("Bounce");
      comp = new BallComponent();
      add(comp, BorderLayout.CENTER);//设置组件在页面的布局为边框布局的中央
      JPanel buttonPanel = new JPanel();
      addButton(buttonPanel, "Start", event -> addBall());//添加按钮到按钮面板中，并为其添加事件监听器addBall方法
      addButton(buttonPanel, "Close", event -> System.exit(0));
      add(buttonPanel, BorderLayout.SOUTH);//
      pack();
   }

   /**
    * Adds a button to a container.
    * @param c the container
    * @param title the button title
    * @param listener the action listener for the button
    */
   public void addButton(Container c, String title, ActionListener listener)
   {
      JButton button = new JButton(title);
      c.add(button);
      button.addActionListener(listener);
   }

   /* 在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());
            comp.paint(comp.getGraphics());
            Thread.sleep(DELAY);//调用线程当中的Thread.sleep方法。用于暂停当前的线程活动
         }
      }
      catch (InterruptedException e)
      {
      }
   }
}

14-2

package 线程;

import java.awt.geom.*;

/* 在长方形边缘上移动和反弹的球*/
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，如果球碰到其中一个边，则反转方向
   public void move(Rectangle2D bounds)
   {
      x += dx;
      y += dy;
      if (x < bounds.getMinX())
      {
         x = bounds.getMinX();
         dx = -dx;
      }
      if (x + XSIZE >= bounds.getMaxX())
      {
         x = bounds.getMaxX() - XSIZE;
         dx = -dx;
      }
      if (y < bounds.getMinY())
      {
         y = bounds.getMinY();
         dy = -dy;
      }
      if (y + YSIZE >= bounds.getMaxY())
      {
         y = bounds.getMaxY() - YSIZE;
         dy = -dy;
      }
   }

   //获取球在其当前位置的形状
   public Ellipse2D getShape()
   {
      return new Ellipse2D.Double(x, y, XSIZE, YSIZE);
   }
}

14-3

package 线程;

import java.awt.*;
import java.util.*;
import javax.swing.*;
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<>();
   
  //在面板上添加一个球
   public void add(Ball b)
   {
      balls.add(b);
   }

   public void paintComponent(Graphics g)
   {
      super.paintComponent(g); // erase background
      Graphics2D g2 = (Graphics2D) g;
      for (Ball b : balls)
      {
         g2.fill(b.getShape());
      }
   }
   
   public Dimension getPreferredSize() { return new Dimension(DEFAULT_WIDTH, DEFAULT_HEIGHT); }
}

运行结果：

14-4

package Main;

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

import javax.swing.*;

/**
 * Shows animated bouncing balls.
 * @version 1.34 2015-06-21
 * @author Cay Horstmann
 */
public class BounceThread
{
   public static void main(String[] args)
   {
      EventQueue.invokeLater(() -> {
         JFrame frame = new BounceFrame();
         frame.setTitle("BounceThread");
         frame.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);
         frame.setVisible(true);
      });
   }
}

//在框架上添加面板和按钮
class BounceFrame extends JFrame
{
   private BallComponent comp;
   public static final int STEPS = 1000;
   public static final int DELAY = 5;


  //构造包含用于显示弹跳球和启动和关闭按钮
   public BounceFrame()
   {
      comp = new BallComponent();
      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();
   }

   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开始一条线使其弹跳    
   public void addBall()
   {
      Ball ball = new Ball();
      comp.add(ball);
      Runnable r = () -> { 
         try
         {  
            for (int i = 1; i <= STEPS; i++)
            {
               ball.move(comp.getBounds());
               comp.repaint();
               Thread.sleep(DELAY);
            }
         }
         catch (InterruptedException e)
         {
         }
      };
      Thread t = new Thread(r);
      t.start();
   }
}

运行结果：

第三部分：结对编程练习

采用GUI界面设计以下程序，并创建程序归档文件。

设计一个100以内整数小学生四则运算练习程序，由计算机随机产生10道加减乘除练习题，学生输入答案，由程序检查答案是否正确，每道题正确计10分，错误不计分，10道题测试结束后给出测试总分；

将程序中测试练习题及学生答题结果输出到文件，文件名为test.txt。

代码如下：

package jsq;

import java.awt.EventQueue;

import javax.swing.JFrame;

public class jsq {
public static void main(String[] args) {
    EventQueue.invokeLater(()->{
    JFrame g = new gui();
    g.setVisible(true);
    g.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);
    new jisuan();
    });
}
}

package jsq;
import java.io.*;
import java.math.*;

import javax.swing.JTextArea;

public class jisuan {
    char fh;
    public int m() {
        int m = (int)(1+Math.random()*100);
        return m;
    }
    public int n() {
        int n = (int)(1+Math.random()*100);
        return n;
    }
    public char fh() {        
        int x = (int)(1+Math.random()*4);
        switch (x) {
        case 1:
            fh='+';
            break;
        case 2:
            fh='-';
            break;
        case 3:
            fh='*';
            break;
        case 4:
            fh='/';
            break;
        }
        return fh;
    }
    public int pd(int m, char fh ,int n) {
        int jg=0 ;
        switch (fh) {
        case '+':
            jg = m+n;
            break;
        case '-':
            jg = m-n;
            break;
        case '*':
            jg = m*n;
            break;
        case '/':
            jg = m/n;
            break;
        }
        return jg;
    }
    public void wfile(String str) {
        File f = new File("C:\Users\huhuanhuan\Desktop\test.txt");
        try {
            BufferedWriter b = new BufferedWriter(new FileWriter("C:\Users\huhuanhuan\Desktop\test.txt"));
            b.write(str);
            b.close();
        } catch (IOException e) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

package jsq;

import java.awt.*;
import java.awt.event.ActionEvent;
import java.awt.event.ActionListener;

import javax.swing.*;

public class gui extends JFrame {
    int m,n,jg,cj,jsq,btcj,sj,sjjg=1;
    char fh;
    public static  int width=600;
    public static  int height=400;
    JPanel JP0 = new JPanel();
    JPanel JP1 = new JPanel();
    JPanel JP2 = new JPanel();
    JLabel L1 = new JLabel();
    JLabel L2 = new JLabel();
    JLabel L3 = new JLabel();
    JLabel L4 = new JLabel();
    JLabel L5 = new JLabel();
    JLabel L6 = new JLabel();
    JTextField text = new JTextField();
    JTextField text1 = new JTextField();
    JTextArea Are = new JTextArea();
    JButton ks = new JButton("开始答题");
    JButton xyt = new JButton("下一题");
    JButton jc = new JButton("检查");
    JButton jj = new JButton("交卷");
    jisuan j = new jisuan();
    JOptionPane o;
    ActionListener listener1 = new time();
    Timer t = new Timer(1000,listener1);
    public gui() {
        
        Dimension scrSize=Toolkit.getDefaultToolkit().getScreenSize(); 
        setBounds((scrSize.width-width)/2,(scrSize.height-height)/2,width,height);
        JP1.setBounds(0,0,width,height/2);
        JP2.setBounds(0,200,width,height/2);
        JP0.setBounds(0, 0, width, height);
        add(JP1);
        add(JP2);
        JP1.setLayout(null);
        JP2.setLayout(null);
        L1.setBounds(150, 40, width/10, height/8);
        L1.setText("题目：");
        JP1.add(L1);
        L2.setBounds(150, 83, width/10, height/8);
        L2.setText("答案:");
        JP1.add(L2);
        L3.setBounds(210, 40, width/6, height/8);
        JP1.add(L3);
        L4.setBounds(310, 40, width/6, height/8);
        JP1.add(L4);
        L5.setBounds(230, 10, 220, height/12);
        L5.setVisible(false);
        Font font = new Font("Default",Font.PLAIN,30);
        L5.setFont(font);
        L5.setForeground(Color.red);
        JP1.add(L5);
        L6.setBounds(103, 10, 90, height/12);
        L6.setText("输入倒计时/s：");
        JP1.add(L6);
        text.setBounds(190, 95, 220, height/12);
        JP1.add(text);
        text1.setBounds(190, 10, 220, height/12);
        JP1.add(text1);
        ks.setBounds(240, 200, 120, 45);
        JP2.add(ks);
        jc.setBounds(170, 200, 120, 45);
        xyt.setBounds(310, 200, 120, 45);
        jj.setBounds(310, 200, 120, 45);
        jc.setVisible(false);
        xyt.setVisible(false);
        jj.setVisible(false);
        JP2.add(jc);
        JP2.add(xyt);
        JP2.add(jj);
        ks.addActionListener(event->{
            ks.setVisible(false);
            jc.setVisible(true);
            xyt.setVisible(true);
//            var j = new jisuan();
            m = j.m();
            n = j.n();
            fh = j.fh();
            L3.setText(m+"   "+fh+"   "+n+"   "+"=");
            L6.setVisible(false);
            text1.setVisible(false);
            L5.setVisible(true);
            sj=Integer.parseInt(text1.getText());
            t.start();
        });
        xyt.addActionListener(event->{
            jsq++;
            Are.append(m+"  "+fh+"  "+n+"  "+"="+"  "+jg+"  本题得分："+btcj+'
');
            m = j.m();
            n = j.n();
            fh = j.fh();
            L3.setText(m+"   "+fh+"   "+n+"   "+"=");
            text.setText("");
            L4.setText("");
            btcj=0;
            jg=0;
            if(jsq==9)
            {
                xyt.setVisible(false);
                jj.setVisible(true);
            }
        });
        jc.addActionListener(event->{
            jg = (Integer.parseInt(text.getText()));
            if((j.pd(m, fh, n))==(jg)) {
                L4.setText(jg+"   "+"√");
                L4.setForeground(Color.green);
                btcj=10;
            }
            else
                {
                L4.setText(jg+"   "+"×");
                L4.setForeground(Color.red);
                btcj=0;
                }
            cj=cj+btcj;
        });
        jj.addActionListener(event->{
            JP1.setVisible(false);
            JP2.setVisible(false);
            Are.setSize(width, height);
            add(Are);
            Are.append(m+"  "+fh+"  "+n+"  "+"="+"  "+jg+"  本题得分："+btcj+'
');
            Are.append("总分："+cj);
            j.wfile(Are.getText());
        });
    
}
    class time implements ActionListener{

        @Override
        public void actionPerformed(ActionEvent e) {
            // TODO Auto-generated method stub
            if(sj==0) {
                o.showMessageDialog(gui.this, "时间到");;
                t.stop();
                text.setEditable(false);
            }
            L5.setText("     "+sj);
            sj--;
            Toolkit.getDefaultToolkit().beep();
        }
        
    }
}

运行界面及导出的jar文件如下：

运行时截图：

倒计时结束弹出提示并设置文本框为禁止输入：

运行完截图及输出test.txt文件截图：

 

结对编程照片：

第四部分：实验总结

通过本次实验，我初步理解了程序、进程和线程的概念，以及创建线程和中断线程的方法，还有线程的几种状态，并且完成了结对编程练习，此次结对编程练习对我的帮助很大，在结对编程中我复习了很多前面的知识，对lambda表达式，事件处理，布局管理器等的运用更加得心应手，编程能力有所提高，我会继续努力。