Introduction to Java Threads

### Java线程介绍 #### 关于本教程 本教程旨在为Java程序员提供关于线程的基础知识，包括线程的概念、用途以及如何编写简单的多线程程序。此外，本教程还会探讨更复杂的线程应用程序的基本构建模块，如在不同线程间交换数据、控制线程以及线程间的通信方式。 #### 适用人群 本教程适合那些具备良好Java语言基础但对多线程或并发编程经验有限的程序员。完成本教程后，读者应能够编写简单的多线程程序，并能理解和阅读使用线程的程序。 ### 线程基础知识 #### 什么是线程？ 几乎所有的现代操作系统都支持进程的概念，即相互隔离的独立运行程序。而线程是一种允许在同一进程中存在多个活动的技术。 大多数现代操作系统都支持线程，线程的概念已经存在了很多年。Java是第一个将线程明确包含在语言本身的主流编程语言，而不是将其视为底层操作系统的特性。 线程有时被称为轻量级进程。与进程类似，每个线程都是程序中的一个独立并发执行路径，拥有自己的栈空间、程序计数器和局部变量。但是，同一进程内的线程之间的隔离程度较低。 #### Java中的线程模型 Java中的线程模型包括以下核心概念： - **Thread对象**：每个线程都是`Thread`类的一个实例。可以通过继承`Thread`类或实现`Runnable`接口来创建线程。 - **线程状态**：线程可以处于不同的状态，包括新建（New）、就绪（Runnable）、阻塞（Blocked）、等待/睡眠（Waiting/Sleeping）和终止（Terminated）。 - **线程调度**：线程由操作系统的线程调度器管理，根据优先级和其他因素决定哪个线程运行。 - **同步机制**：为了确保共享资源的一致性和避免竞态条件，Java提供了多种同步机制，如`synchronized`关键字和`java.util.concurrent`包中的高级同步工具。 #### 创建和启动线程 - **通过继承Thread类**： ```java class MyThread extends Thread { public void run() { // 线程执行的代码 } } MyThread t = new MyThread(); t.start(); ``` - **通过实现Runnable接口**： ```java class MyRunnable implements Runnable { public void run() { // 线程执行的代码 } } Thread t = new Thread(new MyRunnable()); t.start(); ``` #### 控制线程 - **线程中断**：可以通过调用`interrupt()`方法中断线程。 - **线程加入**：通过`join()`方法可以使当前线程等待另一个线程结束。 - **线程优先级**：可以通过设置线程的优先级来影响其执行顺序。 #### 在线程间传递数据 - **共享内存模型**：Java采用共享内存模型，多个线程可以访问相同的对象实例。 - **synchronized关键字**：用于同步访问共享资源的方法或代码块。 - **java.util.concurrent**包：提供了高级的并发工具类，如`ExecutorService`、`Semaphore`、`CountDownLatch`等。 #### 线程间的通信 - **等待/通知机制**：通过`wait()`、`notify()`和`notifyAll()`方法实现线程间的通信。 - **CyclicBarrier**和**CountDownLatch**：用于线程间的协作。 通过本教程的学习，读者将能够理解Java线程的基本原理，并能够运用这些知识来开发简单的多线程应用。此外，读者还将了解如何处理线程间的交互问题，从而更好地利用Java的多线程功能。