Thread

在Java编程语言中，"Thread"是一个至关重要的概念，它涉及到多线程处理。线程是程序中的执行流，每个线程都有自己的程序计数器、系统栈和局部变量，但共享同一块内存空间，这使得多个任务可以同时运行在一个进程中。在Java中，线程的创建和管理可以通过继承`java.lang.Thread`类或实现`java.lang.Runnable`接口来实现。 1. **线程的创建方式**： - 继承Thread类：创建一个新类，该类继承自Thread类，然后重写Thread类的`run()`方法。创建该类的实例并调用`start()`方法启动线程。 - 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对象作为参数传递给Thread类的构造函数，创建Thread对象并调用`start()`方法。 2. **线程的状态**： - 新建（New）：线程被创建后，尚未调用`start()`方法。 - 可运行（Runnable）：`start()`方法已被调用，线程可能正在CPU上执行，也可能在等待CPU资源。 - 阻塞（Blocked）：线程被阻塞，例如因为等待锁或者其他同步控制。 - 等待（Waiting）：线程进入无限期等待，如调用了`wait()`方法。 - 定时等待（Timed Waiting）：线程进入有限期等待，如调用了`sleep()`或`join()`方法。 - 结束（Terminated）：线程执行完毕或被中断。 3. **线程的控制**： - `start()`: 启动线程，会调用`run()`方法。 - `run()`: 线程执行的主要逻辑，由程序员编写。 - `sleep(long millis)`: 让当前线程暂停指定毫秒数，进入定时等待状态。 - `join()`: 让当前线程等待该线程结束。 - `yield()`: 让当前线程暂停，让其他同优先级的线程有机会执行。 - `interrupt()`: 中断线程，设置线程的中断标志。 - `isInterrupted()`: 检查线程是否被中断。 - `interrupted()`: 检查线程是否被中断，并清除中断标志。 4. **线程同步与通信**： - `synchronized`关键字：用于锁定代码块或方法，确保同一时刻只有一个线程访问特定资源。 - `wait(), notify(), notifyAll()`: 这些方法用于线程间的通信，通常配合`synchronized`使用。 - `ReentrantLock`: 互斥锁，提供了更高级的线程控制，如公平锁、可中断锁、定时锁等。 - `Semaphore`: 信号量，用于控制对共享资源的并发访问数量。 - `CountDownLatch/CyclicBarrier/Phaser`: 用于多线程协作，控制线程间的同步点。 5. **线程池**： - `ExecutorService`：Java提供的线程池接口，可以管理和控制线程生命周期。 - `ThreadPoolExecutor`：线程池的实现类，允许配置核心线程数、最大线程数、队列大小等参数。 - `Executors`：静态工厂方法，用于创建不同类型的线程池，如`newFixedThreadPool`、`newSingleThreadExecutor`等。 6. **线程优先级**： Java线程有10个优先级（1-10，NORM_PRIORITY=5），但是实际操作系统的调度可能会有所不同，不建议过度依赖线程优先级来控制执行顺序。 7. **死锁**： 当两个或更多线程相互等待对方释放资源，而无法继续执行时，就发生了死锁。避免死锁的关键是遵循"先请求再释放"原则，避免循环等待。 8. **线程安全**： 在多线程环境下，如果一个类或方法能正确地处理多个线程的并发访问，我们就称其为线程安全。Java提供了一些线程安全的集合类，如`ConcurrentHashMap`、`CopyOnWriteArrayList`等。 9. **Future和Callable**： `Callable`接口类似于Runnable，但可以返回结果并抛出异常。`Future`接口代表异步计算的结果，可以检查计算是否完成，获取结果或取消任务。 通过理解和掌握上述知识点，开发者可以有效地利用Java的多线程特性，实现高效的并发程序。在实际项目中，合理地使用线程和线程同步机制能够显著提高系统的并发性能和响应速度。