java线程与并行(主要讲解java的nio包某些内容)

### Java线程与并行详解 #### 一、Java线程基础 在Java中，**线程**是一种轻量级的进程，它允许一个程序同时执行多个任务，从而提高程序的执行效率。Java从1.0版本开始就支持多线程编程，并在后续版本中不断完善。Java线程可以通过继承`java.lang.Thread`类或实现`Runnable`接口来创建。 ##### 创建线程 1. **继承Thread类** - 创建`Thread`类的子类并重写`run()`方法。 - 实例化子类对象，并调用`start()`方法启动线程。 ```java class MyThread extends Thread { public void run() { // 线程执行的代码 } } MyThread myThread = new MyThread(); myThread.start(); ``` 2. **实现Runnable接口** - 定义实现了`Runnable`接口的类，并实现`run()`方法。 - 创建`Runnable`对象，并将其传递给`Thread`构造函数。 - 调用`start()`方法启动线程。 ```java class MyRunnable implements Runnable { public void run() { // 线程执行的代码 } } Thread thread = new Thread(new MyRunnable()); thread.start(); ``` #### 二、线程生命周期 线程在其生命周期中可能会经历以下几种状态： 1. **NEW**: 线程被创建但还未启动。 2. **RUNNABLE**: 线程正在运行或准备好运行。 3. **BLOCKED**: 线程因等待锁定而阻塞。 4. **WAITING**: 线程因调用`Object.wait()`或`Thread.join()`而等待。 5. **TIMED_WAITING**: 线程因调用`Thread.sleep()`或带超时参数的`Object.wait()`或`Thread.join()`而等待。 6. **TERMINATED**: 线程已终止。 这些状态由`Thread.State`枚举表示，可以通过`getState()`方法获取当前线程的状态。 #### 三、线程控制 ##### 控制线程执行 1. **设置优先级** - 使用`setPriority()`方法设置线程的优先级。 - 线程优先级范围是1到10，默认为5。 ```java Thread t = new Thread(); t.setPriority(Thread.MAX_PRIORITY); // 设置最高优先级 t.setPriority(Thread.MIN_PRIORITY); // 设置最低优先级 ``` 2. **让出CPU** - 使用`Thread.yield()`可以让出CPU，使同优先级的线程有机会运行。 ```java for (int i = 0; i < data.length; i++) { process(data[i]); if ((i % 10) == 0) { Thread.yield(); // 让出CPU } } ``` 3. **处理异常** - 如果线程因异常而终止，可以通过`Thread.UncaughtExceptionHandler`接口捕获并处理这些异常。 ```java Thread t = new Thread(new Runnable() { public void run() { try { // 可能抛出异常的代码 } catch (Exception e) { // 异常处理代码 } } }); t.setUncaughtExceptionHandler(new Thread.UncaughtExceptionHandler() { public void uncaughtException(Thread t, Throwable e) { // 处理未捕获的异常 } }); t.start(); ``` #### 四、示例代码分析 假设有一个需要排序的长列表`list`，可以在后台进行排序操作而不阻塞主线程。下面展示两种方式创建这样的线程。 1. **继承Thread类** ```java final List list; // 已在其他地方初始化 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** ```java Thread t = new Thread(new Runnable() { public void run() { Collections.sort(list); } }); t.start(); ``` #### 五、小结 本文详细介绍了Java中线程的基本概念、创建方式、生命周期以及如何控制线程执行等知识点。通过实际示例代码展示了如何创建和使用线程，帮助读者更好地理解和应用Java线程技术。在实际开发中，合理利用线程能够显著提升程序性能和用户体验。