### 基于JAVA平台的多线程与并行技术详解
#### 一、Java平台上的多线程与并行编程概述
Java平台自诞生以来就内置了对多线程的支持，这使得开发者能够轻松地在Java应用程序中实现并发处理。多线程技术允许在一个程序中同时运行多个线程，每个线程都可以独立执行特定的任务，从而提高程序的响应性和效率。随着版本的迭代升级，Java在多线程和并行编程方面也不断引入新的特性和技术，例如Java 5.0增加了高级并行编程工具的支持，极大地简化了并行程序的设计。
#### 二、创建与运行线程
Java提供了两种创建线程的基本方式：
1. **继承Thread类**：可以通过继承`java.lang.Thread`类并重写`run()`方法来创建线程。这种方式简单直观，但不建议过度使用，因为它限制了类的扩展性，因为Java不支持多重继承。
```java
class BackgroundSorter extends Thread {
List l;
public BackgroundSorter(List l) { this.l = l; }
public void run() {
Collections.sort(l);
}
}
Thread sorter = new BackgroundSorter(list);
sorter.start();
```
2. **实现Runnable接口**：推荐的方式是实现`Runnable`接口，并定义`run()`方法。这种方式更灵活，可以实现类的多重继承。通过创建一个实现了`Runnable`接口的类实例，并将其作为参数传递给`Thread`构造函数来创建线程。
```java
Thread t = new Thread(new Runnable() {
public void run() {
Collections.sort(list);
}
});
t.start();
```
#### 三、线程的生命周期
线程在其生命周期内会经历以下几种状态：
- **NEW**：线程已被创建但尚未启动。
- **RUNNABLE**：线程处于可运行状态，可能正在运行也可能等待CPU时间片。
- **BLOCKED**：线程因试图获取某个资源的锁而阻塞。
- **WAITING**：线程因调用`wait()`或`join()`方法而等待。
- **TIMED_WAITING**：线程因调用`sleep()`或带超时参数的`wait()`/`join()`方法而暂时等待。
- **TERMINATED**：线程已完成执行或因异常而终止。
#### 四、线程优先级与同步
- **线程优先级**：Java线程可以通过设置优先级来控制调度顺序。每个线程都有一个优先级，范围从1（`Thread.MIN_PRIORITY`）到10（`Thread.MAX_PRIORITY`），默认优先级为5（`Thread.NORM_PRIORITY`）。较高优先级的线程通常会被优先调度执行。需要注意的是，线程的实际调度还受到操作系统的影响。
```java
// 设置线程优先级
t.setPriority(Thread.NORM_PRIORITY - 1);
```
- **线程同步**：在多线程环境中，为了避免数据竞争和线程安全问题，需要使用同步机制。Java提供了多种同步手段，包括synchronized关键字、ReentrantLock等。
#### 五、线程间的协作与通信
- **线程间的协作**：线程间可以通过共享变量、信号量等机制进行协作。`wait()`、`notify()`和`notifyAll()`等方法可用于线程间的同步。
- **线程间的通信**：除了上述方法外，还可以使用`Thread.join()`来确保一个线程在另一个线程完成前不会继续执行，或者使用`Thread.yield()`来让当前线程放弃CPU使用权。
#### 六、处理未捕获的异常
当线程因异常而终止时，默认情况下Java会打印出线程的名称、异常类型及堆栈跟踪信息。为了更好地处理这种情况，可以使用`Thread.UncaughtExceptionHandler`接口来捕获并处理未捕获的异常。
```java
Thread t = new Thread(new Runnable() {
public void run() {
try {
process(data[i]);
} catch (Exception e) {
// 处理异常
}
}
});
```
Java平台为多线程与并行编程提供了丰富的工具和支持。通过合理利用这些功能，开发人员可以构建高性能且响应迅速的应用程序。
