15.线程与进程.doc

线程与进程是操作系统中并发执行的基本单位，理解它们的概念和特性对于编写高效的多任务程序至关重要。线程，可以理解为程序中独立的控制流，它不拥有独立的资源，而是共享同一进程的资源，包括内存空间、打开的文件等。多线程编程的主要目的是提高 CPU 利用率，使得程序能同时处理多个任务，从而提高整体性能。 进程则是执行中的程序实例，拥有独立的内存空间和资源，是系统进行资源分配和调度的基本单位。每个进程都有自己的地址空间，彼此之间通信通常较为复杂，需要通过特定的机制如管道、套接字等。相比之下，线程间的通信更为简便，因为它们共享同一进程的内存，可以直接访问相同的数据。 在 Java 中，创建线程主要有两种方式： 1. 继承 `Thread` 类：自定义类继承 `Thread` 类，然后重写 `run` 方法。在 `main` 方法中创建该类的实例并调用 `start` 方法启动线程。如： ```java class Thread1 extends Thread { @Override public void run() { // 线程1的执行逻辑 } } Thread1 t1 = new Thread1(); t1.start(); ``` 2. 实现 `Runnable` 接口：创建一个实现 `Runnable` 接口的类，实现 `run` 方法。然后将该类的实例作为参数传递给 `Thread` 类的构造器创建线程。如： ```java class MyThread1 implements Runnable { @Override public void run() { // 线程1的执行逻辑 } } Thread t1 = new Thread(new MyThread1()); t1.start(); ``` 这种方式更灵活，因为Java的类只能单继承，而可以实现多个接口。 线程的生命周期包括新建、就绪、运行、阻塞和终止。线程的启动通过调用 `start()` 方法，它会先准备线程运行所需的资源，然后调用 `run()` 方法执行任务。线程的结束通常是 `run()` 方法执行完毕，而不是通过调用 `stop()` 方法（`stop()` 方法已废弃，因为可能会导致资源泄漏和数据不一致问题）。可以通过设置标志位等方式来优雅地结束线程。 在单核CPU系统中，虽然看起来多个线程在同时运行，但实际上是CPU快速切换线程执行，给人一种并发的错觉，称为宏观并行。而在多核或多处理器系统中，线程可以真正实现并行执行，即微观并行。 线程安全是多线程编程中必须考虑的问题，涉及到共享数据的访问控制和同步。Java提供了多种同步机制，如 synchronized 关键字、wait/notify 机制、ReentrantLock 等，来避免竞态条件和死锁的发生，保证多线程环境下数据的一致性和完整性。 线程与进程是并发编程的基础，掌握它们的概念、创建方法、通信机制以及同步控制是编写高效、安全的多线程程序的关键。在实际开发中，合理地使用线程可以显著提升程序的运行效率，但也需要注意线程安全问题，避免出现不可预知的错误。