在Java编程中，线程（Thread）是程序执行的基本单元，它允许程序同时执行多个任务。线程在多任务处理中扮演着至关重要的角色，尤其是在现代计算机系统中，多线程已经成为提高性能和效率的标准手段。`Thread`类是Java语言提供用来创建线程的核心类，位于`java.lang`包中。
### 一、线程的创建
1. **通过继承Thread类**：创建一个新的类，该类继承自`Thread`类，并重写其`run()`方法。实例化这个类的对象后，调用`start()`方法即可启动线程。
```java
class MyThread extends Thread {
public void run() {
// 代码块
}
}
MyThread t = new MyThread();
t.start();
```
2. **实现Runnable接口**：创建一个实现了`Runnable`接口的新类，实现`run()`方法。然后将`Runnable`对象传递给`Thread`类的构造函数来创建线程。
```java
class MyRunnable implements Runnable {
public void run() {
// 代码块
}
}
Thread t = new Thread(new MyRunnable());
t.start();
```
3. **使用Executor框架**：Java 5引入了`ExecutorService`，它是`ThreadPoolExecutor`的一部分，提供了更高级的线程管理和控制。通过`Executors`工厂类创建线程池，然后调用`execute()`方法启动线程。
```java
ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(1);
executor.execute(new Runnable() {
public void run() {
// 代码块
}
});
```
### 二、线程的生命周期
线程有五种状态：新建（New）、就绪（Runnable）、运行（Running）、阻塞（Blocked）、死亡（Terminated）。状态的转换是不可逆的，例如，运行中的线程不能直接变为新建状态。
### 三、线程控制
1. **join()**：让当前线程等待指定线程结束，调用`join()`方法的线程会暂停执行，直到目标线程完成其任务。
2. **sleep()**：使当前线程暂停指定毫秒数，然后继续执行。
3. **yield()**：让当前线程放弃CPU执行权，但不会进入阻塞状态，而是回到就绪状态，让其他线程有机会执行。
4. **interrupt()**：中断线程。如果线程正在阻塞（如`sleep()`或`wait()`），会抛出`InterruptedException`。
### 四、线程同步
1. **synchronized**：用于锁定代码块或方法，确保同一时间只有一个线程访问特定资源。
2. **volatile**：保证共享变量的可见性，禁止指令重排序。
3. **wait(), notify(), notifyAll()**：在`synchronized`代码块内使用，用于线程间通信和同步。
4. **Lock锁**：Java 5引入的`java.util.concurrent.locks.Lock`接口，提供了比`synchronized`更细粒度的控制，如可重入锁、公平锁等。
5. **CountDownLatch**、**CyclicBarrier**、**Semaphore**：这些是并发工具类，用于协调多线程间的协作。
### 五、线程优先级
Java线程有三个优先级：`MIN_PRIORITY`(1)、`NORM_PRIORITY`(5)、`MAX_PRIORITY`(10)，默认优先级是`NORM_PRIORITY`。但优先级高的线程并不保证一定先执行，线程调度主要依赖于操作系统。
### 六、守护线程（Daemon）
守护线程通常用于后台服务，如垃圾收集器。当所有非守护线程结束后，即使还有守护线程在运行，JVM也会退出。可以通过`setDaemon(true)`设置线程为守护线程。
通过深入理解并熟练运用上述线程相关知识，可以编写出更加高效、安全的多线程Java程序。在实际项目中，合理地使用线程技术，可以显著提升程序的并发能力，提高系统性能。
