### Java并发编程实践知识点详解 #### 一、进程与线程概述 进程和线程作为计算机科学中的核心概念,它们之间的关系与区别是理解和实践Java并发编程的基础。 **1.1 进程** 进程是程序在计算机上的执行过程,它是操作系统进行资源分配和调度的基本单位。一个进程包含了执行代码、数据段、堆栈以及与它关联的系统资源。进程具有封闭性和可再现性的特点,即其执行结果仅取决于程序本身和输入的数据,而不受外部因素干扰,除非发生人为干预或系统故障。 进程的封闭性与可再现性使得程序易于调试和管理,但同时也限制了资源的高效利用。为了提高资源利用率,现代操作系统采用了多道程序设计,允许多个程序并发执行,共享系统资源。这带来了资源共享和程序并发运行的新特性,打破了单道程序的封闭性,提高了系统整体的性能和响应能力。 **1.2 线程** 线程是进程中的一个执行单元,它是CPU调度和分派的基本单位。一个进程可以包含一个或多个线程,线程间共享进程的资源,如内存空间,但每个线程拥有独立的栈和局部变量。线程的引入极大地提升了程序的并发性和执行效率,因为线程的切换成本远低于进程。 #### 二、Java中创建多线程的方法 Java提供了多种创建多线程的方式,包括: **1.2.1 继承Thread类创建线程** 通过继承`Thread`类并重写`run()`方法,可以定义线程的行为。创建子类对象并调用`start()`方法即可启动新线程。 **1.2.2 实现Runnable接口创建线程** 实现`Runnable`接口并覆盖`run()`方法,然后将实现类的对象传递给`Thread`类的构造函数,创建并启动线程。这种方式比继承`Thread`类更灵活,因为Java不支持多重继承。 **1.2.3 使用线程池** 线程池是一种线程复用机制,可以有效管理和控制线程的生命周期,避免频繁创建和销毁线程带来的性能开销。Java通过`ExecutorService`接口和其实现类`ThreadPoolExecutor`提供线程池功能。 #### 三、线程的基本控制 Java提供了多种手段来控制线程的执行: **1.3.1 使用Sleep暂停执行** `Thread.sleep(long millis)`方法可以使当前正在执行的线程暂停指定的毫秒数,让出CPU给其他线程。 **1.3.2 使用join等待另外一个线程结束** `join()`方法用于使当前线程等待调用此方法的线程完成后再继续执行。 **1.3.3 使用中断(Interrupt)取消线程** 线程可以通过调用`interrupt()`方法被中断,中断状态可通过`isInterrupted()`方法检查。但是,线程是否真正停止取决于其如何响应中断信号。 **1.3.4 使用Stop终止线程** `Thread.stop()`方法已被废弃,因为其可能导致数据不一致和其他问题。通常建议使用中断机制或设置标志位来优雅地终止线程。 **1.3.5 结束程序的执行** 通过`System.exit(int status)`方法可以立即终止整个Java应用程序,其中`status`参数表示退出状态码。 #### 四、并发编程实践简述 并发编程涉及多个线程或进程同时执行,以提高程序的效率和响应能力。在Java中,正确处理线程间的同步和通信是并发编程的关键。这包括了解和使用synchronized关键字、ReentrantLock、Semaphore、CountDownLatch等高级同步工具,以及熟悉Java内存模型(JMM),确保线程安全和数据一致性。 Java并发编程实践不仅涵盖了多线程的基本概念和创建方式,还深入到线程控制和高级同步机制,这对于开发高性能、高可用性的Java应用程序至关重要。
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