2002
-1208 ver 0.93　発行待ち草稿

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　第３２号　2002/12/xx

　基本テクニック編　スレッド

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　プログラムを作成する上での注意事項：
　Windows98SE, SDK(JDK) 1.4.0，IE 5.5 を前提としています。
　拡張子を表示するに設定してください。

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▼ スレッド

　時刻を表示続ける、また、絵を動かすなど，ある動作を続けるプログラムを作
成するときは，スレッド管理というテクニックを利用します。

　この号では，スレッドの使い方を勉強します。

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▼ 一度きりの仕事

　まず，Java の一番基本のプログラム，Hello に登場してもらいましょう。

例 j32-01 xHello.java　"Hello"を表示
ソース　http://www.yscon.co.jp/j/java/jmaga/j32/xHello.java

  1: /*
  2:  Java 基本プログラム アプリケーション "Hello"を表示
  3: */
  4: public class xHello {
  5:     public static void main(String[] xargs){
  6:         System.out.println("Hello");
  7:     }
  8: }

　DOSのプロンプト画面で，
　javac xHello.java
　java xHello
　とやると，"Hello"と表示されます。

　このプログラムは実行すると，表示して終わります。
　このプログラムをある程度，続けるように修正してみましょう。

------------------------------------------------------------------------
▼ 1000 回繰り返す

　"Hello"を 1000 回繰り返すプログラムを作成してみましょう。"Hello"だけを
1000 回表示しても，動作しているかどうかわかりませんので，時刻を表示して
みます。

例 j32-01 xSmpThread00.java スレッド管理なしの単純な時刻表示
ソース　http://www.yscon.co.jp/j/java/jmaga/j32/xSmpThread00.java

  1: /*
  2:     スレッド管理なしの単純な時刻表示
  3: */
  4:
  5: import java.util.Date; // 日付・時刻関係
  6:
  7: public class xSmpThread00 {
  8:
  9:     public static void main(String[] xargs){
 10:        Date xd;
 11:         for (int i = 0; i<1000; i++){
 12:             xd = new Date();
 13:             System.out.println("Hello 時刻:" + xd);
 14:         }
 15:     }
 16: }

------------------------------------------------------------------------
▼ 休眠(sleep)状態を作る。

　目的が，"Hello"といっしょに時刻を表示するプログラムであれば，１秒単位で
時刻を教えてくれたら，十分です。そのように修正することにしましょう。

　1 秒ごとに動作して，それ以外はプログラムを休眠状態にします。休眠状態に
するために，sleep()というメソッドを使用します。sleep()メソッドは，Thread
(スレッド)クラスのメソッドです。

　Thread(スレッド)のもともとの英語は，糸を指します。コンピュータ用語とし
ては，ひとつのプログラム内の動作している単位を指します。また，メーリング
リストなどで，話題の流れ(筋)をスレッドといいます。ひとつのプログラムの中
で，同時に３つの部分が動作していたら「このプログラムでは，３つのスレッド
が動作している」といい，メーリングリストで，３つの話題のメールがつぎつぎ
と投稿されていたら，「３つの話題のスレッドの流れている」といいます。

　Java の Threadクラスは，スレッドの動作を管理するためのクラスです。スレッ
ドの状態を，ソフトウェア工学上では，

　ready 実行可能状態
　run   実行状態
　wait  実行待ち状態

と呼んでます。Java では，この３つの状態のうち，run(実行状態)とready(実行
可能状態)の行き来を，Javaプログラム内では管理せず，JVM(Java仮想エンジン)
に任せます。Javaプログラムでは，基本的に，実行状態(run=ready)と実行待ち状
態(wait)の２状態でスレッドが管理されます。

　スレッドのsleep(休眠)は，wait(実行待ち状態)のひとつです。一秒ごとに動作
するプログラムをこの sleep() メソッドを利用して作ります。

------------------------------------------------------------------------
▼ スレッドを利用した，Java プログラム

 1 秒単位で時刻を表示するプログラムは，Thread(スレッド)を利用して次の
ように作ることができます。
　このプログラムは，永久に動作するように作成してあります。終了するには
Ctrl+C(コントロールキーを押しながら, c のキー)を押してください)

例 j32-02 xSmpThread01.java スレッドを利用したアプリケーション　時刻表示
ソース　http://www.yscon.co.jp/j/java/jmaga/j32/xSmpThread01.java

  1: /*
  2:     スレッドを利用したアプリケーション　時刻表示
  3:     注意　永久に動作するため，終了は，Ctrl+C
  4: */
  5:
  6: import java.util.Date; // 日付・時刻関係
  7:
  8: public class xSmpThread01 implements Runnable {
  9:
 10:     Date xdNow;
 11:
 12:     public static void main(String[] xargs){
 13:         xSmpThread01 xprog = new xSmpThread01();
 14:         Thread xth = new Thread(xprog);     // スレッド生成
 15:         xth.start();                        // スレッド開始(ready状態へ)
 16:     }
 17:
 18:     // Runnable対象部分　スレッド実行の時間管理
 19:     public void run(){
 20:         while(true){                // 実行を継続する条件
 21:             xrepeatWork();          // 繰返し仕事
 22:             try {                   //「指定ミリ秒の間，眠る」をモニタ
 23:                 Thread.sleep(1000); // 1秒休み
 24:             }
 25:             catch(InterruptedException e){
 26:             }
 27:         }
 28:     }
 29:
 30:     // 繰返し仕事
 31:     public void xrepeatWork(){
 32:         xdNow = new Date();
 33:         System.out.println("今の時刻は　" + xdNow);
 34:     }
 35: }

　プログラムの説明をします。

  8: public class xSmpThread01 implements Runnable {

は，この xSmpThread01 クラスというプログラムを，スレッド管理すると宣言し
てます。implements Runnable というのがその部分です。これを書くと，このプ
ログラムに対してスレッド管理が可能になります。
　Runnable というのはクラスとよく似ていて，Ｊマガでは，「クラスもどき」と
呼んでいる，インターフェースと呼ばれるものです。インターフェースについては
別の号で解説予定です。

 12:     public static void main(String[] xargs){
 13:         xSmpThread01 xprog = new xSmpThread01();
 14:         Thread xth = new Thread(xprog);     // スレッド生成
 15:         xth.start();                        // スレッド開始(ready状態へ)
 16:     }

　Java アプリケーションでは，最初に，main メソッドが実行されます。ここで，
xSmpThread01 クラスから，xprog というインスタンスを生成しています。スレッド
管理をするために，本体自らをスレッド管理の対象にするのではなくて，分身(イ
ンスタンス)を生成し，それを管理しようとしています。

 13:         xSmpThread01 xprog = new xSmpThread01();

　ここで，インスタンス xprog を管理するスレッドの名前を xth としています。

 15:         xth.start();                        // スレッド開始(ready状態へ)

　で，xprog インスタンスを実行管理するスレッド(xth)が実行状態(ready=run)に
されます。xth.start()で実行されるのは，run() メソッドです。これは，Thread
クラスとRunnableインターフェースとのすでに，約束として，決まっています。

 18:     // Runnable対象部分　スレッド実行の時間管理
 19:     public void run(){
 20:         while(true){                // 実行を継続する条件
 21:             xrepeatWork();          // 繰返し仕事
 22:             try {                   //「指定ミリ秒の間，眠る」をモニタ
 23:                 Thread.sleep(1000); // 1秒休み
 24:             }
 25:             catch(InterruptedException e){
 26:             }
 27:         }
 28:     }

　xth.start()で，run()の実行が開始されます。ここでは，while(ture)で，無限
に実行を続ける，さらに，そこで，xrepeatWork()が実行され，

　次の

 22:             try {                   //「指定ミリ秒の間，眠る」をモニタ
 23:                 Thread.sleep(1000); // 1秒休み
 24:             }
 25:             catch(InterruptedException e){
 26:             }

実行されます。「try { } cathch { }」 を try 文と言います。この中にある，
Thread.sleep(1000)は，このスレッドを1000ミリ秒(=1秒)休眠状態にするという
意味です。
　try文は，何か動作をしてそれをモニターするいう命令文です。ここの try文は，
休眠状態をモニターしています。try 文の詳細は，別の号で扱います。

　この無限ループ内で，１秒毎に実行，正確には，１秒眠るごとに実行される，
xrepeatWork()をみましょう。


　xrepeatWork()をしたら，1000ミリ秒休眠して，起きたら，xpreatWork()をま
たやり，繰り返すを指示しています。

　xrepeatWork()をみてみましょう。

 30:     // 繰返し仕事
 31:     public void xrepeatWork(){
 32:         xdNow = new Date();
 33:         System.out.println("今の時刻は　" + xdNow);
 34:     }

　この部分は，20 行目からの while(ture)の中に直接書いても構いません。しか
し，わざわざ，xrepeatWork()と別のメソッドとして独立ささせたのは，実行のタ
イミングを管理する，run()と実際の仕事である時刻の表示を分離するためです。
このように分離しておくと，時間と仕事を区別できます。

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▼ アプレットでスレッドを利用する

　Javaアプリケーションでスレッドを利用するプログラムを説明しました。ここ
でほぼ同様の仕事をするアプレットを作成してみて，アプレットでのスレッド管
理をみてみましょう。

例 j32-03 xSmpThread02.java スレッドを利用したアプレット　時刻表示
ソース　http://www.yscon.co.jp/j/java/jmaga/j32/xSmpThread02.java
実行　　http://www.yscon.co.jp/j/java/jmaga/j32/xSmpThread02.htm

  1: /*
  2:     スレッドを利用したアプレット　時刻表示
  3: */
  4: import java.applet.Applet;
  5: import java.awt.Graphics;
  6: import java.util.Date;  // 日付・時刻関係
  7:
  8: public class xSmpThread02 extends Applet implements Runnable {
  9:
 10:     Date xdNow;
 11:     Thread xth;                     // スレッドにインスタンス名を付ける。
 12:
 13:     public void start(){
 14:         xth = new Thread(this);     // スレッド生成
 15:         xth.start();                // スレッド開始(ready状態へ)
 16:     }
 17:
 18:     // Runnable対象部分　スレッド実行の時間管理
 19:     public void run(){
 20:         while(true){                // 実行を継続する条件
 21:             repaint();              // 繰返し仕事(画面書き換え)
 22:             try {                   //「指定ミリ秒の間，眠る」をモニタ
 23:                 Thread.sleep(1000);  // 1 秒休み
 24:             }
 25:             catch(InterruptedException xe){
 26:             }
 27:         }
 28:     }
 29:
 30:     // 画面に表示(繰返し仕事)
 31:     public void paint(Graphics xg){
 32:         xdNow = new Date();
 33:         xg.drawString("今の時刻は　" + xdNow, 30, 30);
 34:     }
 35: }


　xSmpThread01 と xSmpThread02 のスレッド利用の違うところを確認しましょう。
違っているところは，次の２点です。

　(1) 　スレッド管理の対象

　スレッド管理の対象のところは

sSmpTread01(アプリケーション)
        xSmpThread01 xprog = new xSmpThread01();
        Thread xth = new Thread(xprog);

に比べて，

sSmpThread02(アプレット)
        xth = new Thread(this);


　xSmpThread01 は，そのクラス(プログラム)のインスタンスを生成して，それを
スレッド管理の対象にしました。
　xSmpThread02 は，いきなり，自分自身(this) をスレッド管理の対象にしてい
ます。

　(2)　ひとコマの動作の定義

　(1)の「スレッド管理の対象」は，JavaアプリケーションとJavaアプレットでの
スレッド管理の大きな違いです。しかし，こちらの「ひとコマの動作の定義」は，
作成するプログラムによって，自由に書くことができます。

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▼ 次号の予定

　この号では，スレッド管理のもっとも簡単な例を扱いました。

　次号は，スレッドを利用した簡単なゲームを扱います。

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▼ 著作権について

　このメールマガジンで公開しているプログラムソースは，著作権を当方スタッ
フが所有しますが，商用を含めて，再利用，改変，発表を制限しません。
　本文に関しては，斎藤末広が著作権を所有します。再利用に関しては，承諾を
必要とします。

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▼アンケート（以下を返信してください）

　この号のＪマガに対するご意見をお待ちしています。ぜひ，ご返信下さい。

内容のレベルは

１　難しいのでもっと簡単にしてほしい
２　ちょうどよい
３　もっと難しくてもよい

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