JAVA多线程

### JAVA多线程编程知识点详解 #### Java线程：概念与原理 在现代操作系统中，多线程作为实现多任务处理的重要方式之一，允许在单个应用程序中并发执行多个任务。**线程**与**进程**是操作系统管理资源和执行程序的基本单位。进程是资源分配的基本单位，每个进程拥有独立的地址空间；而线程则是进程内的执行单位，共享同一进程的资源，具有轻量级特性。在Java中，线程的管理和控制主要通过`java.lang.Thread`类和`Runnable`接口实现。 #### Java线程：创建与启动 在Java中创建线程有两种基本方法： 1. **继承Thread类**：创建一个`Thread`类的子类，并重写`run()`方法，该方法中包含线程的执行逻辑。然后通过调用子类对象的`start()`方法来启动线程。需要注意的是，直接调用`run()`方法不会创建新线程，而是在当前线程中执行`run()`方法。 2. **实现Runnable接口**：创建一个实现`Runnable`接口的类，并实现`run()`方法。然后将这个实现类的对象传递给`Thread`类的构造函数，创建`Thread`对象，并调用`start()`方法来启动线程。 #### Java线程：线程栈模型与线程的变量 每个线程都有自己的执行栈，即线程栈，用于存储线程的局部变量和方法调用信息。线程栈随着线程的创建而创建，随着线程的结束而销毁。线程栈的大小可以在创建线程时指定。此外，Java提供了线程本地存储(ThreadLocal)机制，允许线程拥有自己的私有数据，这些数据只对线程本身可见，不受其他线程的影响。 #### Java线程：线程状态的转换 线程在其生命周期中会经历多种状态，包括新建(New)、就绪(Runnable)、运行(Running)、阻塞(Blocked)、等待(Waiting)、时间等待(Timed Waiting)和终止(Terminated)。线程状态的转换由操作系统或Java虚拟机(JVM)内部机制控制，如调用`sleep()`、`wait()`等方法会使线程进入阻塞或等待状态，而调用`notify()`、`notifyAll()`等方法则可唤醒处于等待状态的线程。 #### Java线程：线程的同步与锁 在多线程环境中，为防止多个线程同时访问共享资源导致的数据不一致，需要进行线程同步。Java提供了多种同步机制，包括synchronized关键字、Lock接口及其实现类(如ReentrantLock)以及volatile关键字等。synchronized关键字可以作用于方法或代码块，实现对象锁或类锁，而Lock接口提供更灵活的锁操作。 #### Java线程：线程的交互 线程之间的交互通常涉及数据共享和通信。Java通过提供`wait()`、`notify()`和`notifyAll()`等方法支持线程间的等待/通知机制，以及通过`join()`方法实现线程的等待，确保一个线程在另一个线程结束后再继续执行。此外，`ThreadLocal`类可用于在线程间隔离数据，避免数据竞争。 #### Java线程：线程的调度 Java线程的调度遵循操作系统的线程调度策略，但可以通过设置线程优先级、调用`yield()`方法让出CPU使用权、使用`join()`方法等待其他线程完成等方式对线程的执行顺序进行一定程度的控制。守护线程(Daemon Thread)是一种特殊类型的线程，主要用于为其他线程提供服务，如垃圾回收线程，当所有非守护线程都结束时，守护线程也将自动退出。 #### Java线程：线程的同步-同步方法与同步块 使用`synchronized`关键字可以创建同步方法或同步代码块，从而实现对共享资源的互斥访问。同步方法基于对象的内置锁，而同步代码块则可以显式地指定锁对象，提供更细粒度的锁定控制。 #### Java线程：并发协作-生产者消费者模型与死锁 生产者消费者模型是一种经典的线程间协作模式，用于解决多个线程对有限资源的生产与消费问题。死锁则是多线程程序中常见的问题，发生于多个线程互相等待对方持有的锁而不释放，导致所有线程都陷入无限等待状态。 #### Java线程：volatile关键字与新特征 `volatile`关键字用于保证变量的可见性和禁止指令重排序，适用于不需要复杂同步机制的情况下的简单变量读写操作。Java新特性中引入了线程池、`Future`和`Callable`接口支持有返回值的线程、高级锁机制、信号量、阻塞队列等，为多线程编程提供了更强大和灵活的支持。 Java多线程编程涉及到线程的概念、创建与启动、线程栈模型、线程状态转换、同步与锁、线程交互、调度策略、同步方法、并发协作模式、`volatile`关键字以及新特性等多个方面，掌握这些知识对于开发高性能、高并发的Java应用程序至关重要。