Java线程及多线程技术及应用

常执行完 run() 方法；另一个是因异常退出 run() 方法或者外部强制停止。一旦线程进入死亡状态，它就不能再被唤醒执行。 Java 多线程技术是 Java 平台的核心特性之一，允许应用程序同时执行多个任务，提高系统的并发性和效率。在 Java 中，线程可以通过两种方式创建： 1. **继承 Thread 类**：创建一个新的类，继承自 Thread 类，然后重写 `run()` 方法。在 `main` 方法中，实例化这个新类的线程对象，并调用 `start()` 方法启动线程。 2. **实现 Runnable 接口**：创建一个实现 Runnable 接口的类，实现 `run()` 方法。然后，将这个类的实例作为参数传递给 Thread 类的构造函数，创建 Thread 对象，并调用 `start()` 方法启动线程。 线程的状态控制非常重要，主要有以下几个状态： - **新建状态（New）**：线程对象刚被创建，尚未调用 `start()` 方法。 - **就绪状态（Runnable）**：调用 `start()` 后，线程进入就绪队列，等待操作系统分配 CPU 资源。 - **运行状态（Running）**：线程获得了 CPU 资源，正在执行 `run()` 方法。 - **阻塞状态（Blocked）**：线程被阻塞，例如等待锁、等待 I/O 或者超时等待。 - **等待/睡眠状态（Waiting/Timed Waiting）**：线程通过 `wait()`、`join()`、`sleep()` 等方法进入等待状态，需要其他线程的通知或到达指定时间后才能恢复。 - **死亡状态（Terminated）**：`run()` 方法执行完毕或出现未捕获异常，线程结束执行。 Java 提供了多种同步机制来保证多线程环境下的安全性，例如： - **synchronized 关键字**：用于锁定对象或方法，确保同一时刻只有一个线程访问特定的代码块。 - **Lock 接口和相关实现**：提供更细粒度的锁控制，如 ReentrantLock、Condition 等。 - **volatile 关键字**：保证变量在所有线程间的可见性，防止缓存导致的数据不一致。 - **ThreadLocal**：每个线程都有自己的变量副本，避免线程间数据共享的问题。 - **原子类（Atomic*）**：提供原子操作，如 AtomicInteger、AtomicLong 等，用于实现无锁编程。 在编写多线程程序时，还需要关注线程安全的数据结构，例如 `ConcurrentHashMap`、`CopyOnWriteArrayList` 等，它们在设计时就考虑到了多线程环境下的并发访问。 此外，Java 提供了线程通信的工具类，如 `Object` 的 `wait()`、`notify()` 和 `notifyAll()` 方法，以及 `java.util.concurrent` 包中的 `CountDownLatch`、`CyclicBarrier` 和 `Semaphore` 等，帮助线程间协调执行。 正确理解和运用这些多线程技术，能够有效地解决并发问题，提高程序的性能和响应速度。在实际开发中，要时刻注意线程安全，避免竞态条件、死锁和活锁等问题的发生，保证程序的正确性和稳定性。