基于Java回顾之多线程详解

在Java编程中，多线程是一个至关重要的概念，它允许程序同时执行多个任务，从而提高系统的效率和响应速度。本文将深入探讨Java中的多线程，包括线程的基本属性、创建线程的方式、线程状态的转换以及线程间的通信。 线程是操作系统调度的基本单元，它们存在于进程中，一个进程可以包含多个线程。例如，即使我们的应用程序是单线程的，Java虚拟机（JVM）也会创建至少两个线程：一个用于执行我们的代码，另一个则是垃圾收集器，负责自动内存管理。 线程的基本属性包括： 1. **线程组（GroupName）**：每个线程都属于一个线程组，这可以是默认的线程组，也可以是程序员自定义的。线程组可以嵌套，形成树形结构，方便管理和控制。 2. **线程名（Name）**：每个线程都有一个名称，如果不设置，系统会自动命名为"Thread-xxx"。我们可以通过`setName()`方法来改变线程的名称。 3. **线程优先级（Priority）**：线程优先级决定了线程被CPU调度的顺序。Java提供了1到10的优先级范围，其中1是最低优先级，10是最高优先级。默认优先级为5。使用`setPriority()`方法可以调整优先级。`Thread.MIN_PRIORITY`和`Thread.MAX_PRIORITY`是预定义的常量。 4. **守护线程（Daemon）**：通过`isDaemon()`和`setDaemon(true)`方法可以检查或设置线程是否为守护线程。守护线程不会阻止JVM的退出，即使它们还在运行。 创建线程主要有两种方式： 1. **继承Thread类**：创建一个新的类，继承自Thread类，重写`run()`方法。然后创建该类的实例并调用`start()`方法启动线程。 2. **实现Runnable接口**：创建一个新的类，实现Runnable接口，同样重写`run()`方法。然后将这个类的实例传递给Thread类的构造函数，创建Thread对象并调用`start()`方法。 线程的状态转换通常包括：新建（New）、就绪（Runnable）、运行（Running）、阻塞（Blocked）、等待（Waiting）、超时等待（Timed Waiting）和终止（Terminated）。这些状态之间的转换受到同步机制的影响，如`synchronized`关键字和`wait()`, `notify()`, `notifyAll()`方法。 线程间的通信通常涉及共享数据和资源，Java提供了多种机制来实现这一目标： - **synchronized**：用于保护共享资源，确保同一时刻只有一个线程访问。 - **wait(), notify(), notifyAll()**：在同步块或方法中使用，使得线程可以在特定条件下进入等待状态，或者唤醒其他等待的线程。 - **Semaphore**：信号量，可以限制同时访问特定资源的线程数量。 - **CyclicBarrier**：循环屏障，允许一组线程等待彼此到达某个点后一起继续执行。 - **CountDownLatch**：计数器门，用于一次性释放多个线程，当计数器归零时，所有等待的线程都可以继续执行。 在实际编程中，合理地使用这些机制可以有效地避免线程安全问题，如死锁、活锁和饥饿等。然而，线程同步是一个复杂的主题，需要谨慎处理，避免引入不必要的性能开销。下一篇文章将更深入地讨论Java中的线程同步机制。