CoreJava:Java多线程

Java多线程是Java编程中的一个关键特性，它允许程序同时执行多个任务，极大地提高了程序的效率和响应性。在Java中，多线程可以通过两种主要方式实现：继承Thread类和实现Runnable接口。 1. 继承Thread类： 当我们创建一个新的类，该类直接或间接地继承自Thread类时，我们就可以覆盖它的run()方法，然后创建该类的实例并调用start()方法来启动线程。start()方法会调用run()方法，但不会阻塞当前线程，而是将其放入操作系统的线程调度队列中等待执行。 2. 实现Runnable接口： 更常见的做法是让类实现Runnable接口，然后将Runnable对象作为参数传递给Thread类的构造器。这样做的好处是可以避免由于Java单继承特性带来的限制，使得类可以继承其他类。同样，调用Thread对象的start()方法启动新线程。 3. 创建线程池： 在Java中，ExecutorService和ThreadPoolExecutor提供了一种更高级的线程管理方式。通过创建线程池，我们可以预先配置一组线程，然后提交任务到池中，由线程池来决定如何调度和执行这些任务。这有助于提高资源利用率，防止过度创建线程导致系统资源耗尽。 4. 线程同步： - 同步机制是为了防止多个线程同时访问共享资源，导致数据不一致。Java提供了synchronized关键字，可以用于修饰方法或代码块，确保同一时刻只有一个线程可以执行。 - volatile关键字可以保证线程间变量的可见性，但不保证原子性。当多个线程访问volatile变量时，每个线程都能看到最新更新的值。 - Lock接口和ReentrantLock类提供了比synchronized更细粒度的锁控制，可以实现公平锁、非公平锁、读写锁等。 5. 死锁： 当两个或更多线程互相等待对方释放资源时，就会发生死锁。Java提供了死锁检测工具，如jstack，可以帮助开发者识别和解决死锁问题。 6. 线程通信： - wait(), notify(), notifyAll() 是Object类的方法，用于线程间的通信。一个线程调用wait()后会释放持有的锁并进入等待状态，直到其他线程调用notify()或notifyAll()唤醒它。 - Java的并发包java.util.concurrent提供了更高级的线程通信机制，如Condition接口和BlockingQueue，它们提供了更灵活的控制和更高的性能。 7. Future和Callable接口： Callable接口允许我们创建返回结果的任务，而Future接口则代表了Callable任务的执行结果，可以用来获取结果、检查是否完成、取消任务等。 8. 守护线程（Daemon Thread）： 守护线程是为其他线程提供服务的线程，比如垃圾收集器就是守护线程。当所有的非守护线程结束时，程序会退出，即使还有守护线程在运行。 9. InterruptedException： 当线程被中断时，会抛出InterruptedException。中断不是终止线程，而是请求线程停止当前的工作并清理资源。捕获这个异常是处理中断的关键。 10. Volatile与Atomic： Volatile保证了内存可见性，但不保证原子性；而Atomic类（如AtomicInteger）提供了原子操作，可以在多线程环境下无锁地更新变量。 了解并熟练掌握这些Java多线程的核心概念和技术，对于编写高效、稳定的并发程序至关重要。通过实践和优化，我们可以更好地利用多核处理器，提升Java应用程序的性能。