深入理解Java多线程与并发编程

深入理解Java多线程与并发编程 Java多线程与并发编程是Java开发中非常重要的一部分，它涉及到多线程的创建、同步、通信、死锁等问题。下面我们将详细介绍Java多线程与并发编程的相关知识点。 一、多线程三大特性 多线程有三大特性：原子性、可见性、有序性。 1、原子性：理解：即一个操作或多个操作，要么全部执行并且执行的过程中不会被任何因素打断，要么都不执行。例如银行账户转账问题：从账户A向账户B转1000元，那么必然包括2个操作：从账户A减去1000元，往账户B加上1000元。这2个操作必须要具备原子性才能保证不出现一些意外的问题。 2、可见性：可见性是与Java内存模型息息相关的。当多个线程访问同一个变量时，一个线程修改了这个变量的值，其他线程能够立即看得到修改的值。若两个线程在不同的CPU，那么线程1改变了i的值还没刷新到主存，线程2又使用了i，那么这个i值肯定还是之前的，线程1对变量的修改线程2没有看到，这就是可见性问题。 3、有序性：理解：程序执行的顺序按照代码的先后顺序执行。一般来说，处理器为了提高程序运行效率，可能会对输入代码进行优化，它不保证程序中各个语句的执行先后顺序同代码中的顺序一致，但是它会保证程序最终执行结果和代码顺序执行的结果是一致的。 二、Java内存模型 Java内存模型（JMM）决定一个线程对共享变量的写入时，能对另一个线程可见。从抽象的角度来看，JMM定义了线程和主内存之间的抽象关系：线程之间的共享变量存储在主内存（main memory）中（局部变量不会存储在），每个线程都有一个私有的本地内存（local memory），本地内存中存储了该线程以读/写共享变量的副本。本地内存是JMM的一个抽象概念，并不真实存在。它涵盖了缓存、写缓冲区、寄存器以及其他的硬件和编辑器优化。 三、Volatile关键字 Volatile关键字的作用：变量在多个线程之间可见。Volatile关键字是非原子性的，不能保证数据的原子性，只是能够把解决立马刷新到主内存中，不能解决并发问题。如果想要保证数据的原子性，解决并发问题，需要使用并发包里的AutomicInteger原子类。 volatile与synchronized区别： 1. volatile轻量级，只能修饰变量。synchronized重量级，还可修饰方法。 2. volatile只能保证数据的可见性，不能用来同步，因为多个线程并发访问volatile修饰的变量不会阻塞。synchronized不仅保证可见性，而且还保证原子性，因为只有获得了锁的线程才能进入临界区，从而保证临界区中的所有语句都全部执行。 线程安全性包括两个方面：1.可见性 2.原子性仅仅使用volatile不能保证线程安全性，而synchronized则可实现线程的安全性。 四、Java多线程的实现 Java多线程的实现主要有两种方式：继承Thread类和实现Runnable接口。 1、继承Thread类：可以直接继承Thread类，并重写run方法来实现多线程。 2、实现Runnable接口：可以实现Runnable接口，并重写run方法来实现多线程。 五、线程安全的实现 线程安全的实现主要有两种方式：使用synchronized关键字和使用并发包里的Lock锁。 1、使用synchronized关键字：可以使用synchronized关键字来实现线程安全性，例如： ```java public synchronized void method() { //临界区代码 } ``` 2、使用并发包里的Lock锁：可以使用并发包里的Lock锁来实现线程安全性，例如： ```java public void method() { lock.lock(); try { //临界区代码 } finally { lock.unlock(); } } ``` 六、死锁的产生和解决 死锁是指两个或两个以上的线程在执行过程中，彼此等待对方释放资源，结果是所有线程都无法继续执行的情况。死锁的产生是由于多个线程之间的资源竞争和等待的结果。 解决死锁的方法主要有两种： 1、避免死锁的产生：可以通过避免多个线程之间的资源竞争和等待来避免死锁的产生。 2、使用死锁检测和恢复机制：可以使用死锁检测和恢复机制来检测死锁的产生，并恢复死锁的线程。 Java多线程与并发编程是非常重要的知识点，它涉及到多线程的创建、同步、通信、死锁等问题。理解Java多线程与并发编程的相关知识点，可以帮助我们更好地编写高效、可靠的多线程程序。