多线程学习笔记.docx

在多线程编程中，进程和线程是两个核心概念。进程是操作系统资源分配的基本单位，每个独立执行的程序都对应一个进程。而线程则是程序执行的最小单元，是进程内部的一条执行路径。多线程是指在一个应用程序中存在多个并发执行的线程，它们共享同一内存空间，这样可以提高程序的执行效率。 在Java中，有三种创建线程的方式： 1. **继承Thread类**：创建一个新的类，该类继承自Thread类，然后重写run()方法。创建线程对象并调用其start()方法即可启动线程。 2. **实现Runnable接口**：定义一个类实现Runnable接口，重写run()方法。然后创建一个Thread对象，将实现Runnable的类的实例作为参数传递给Thread对象，最后调用Thread对象的start()方法。 3. **实现Callable接口**：Callable接口与Runnable类似，但它的call()方法可以有返回值并能抛出异常。通过FutureTask类来包装Callable对象，FutureTask实现了Runnable接口，因此可以将FutureTask提交给Executor执行。调用Future的get()方法可以获得call()方法的返回结果，get()方法会阻塞直到结果可用。 线程同步是多线程编程中的关键部分，用于解决多个线程对共享资源的并发访问问题。Java提供了多种同步机制，如synchronized关键字、wait()、notify()和notifyAll()方法、ReentrantLock等。synchronized可以修饰方法或代码块，确保同一时间只有一个线程能执行特定代码，避免数据不一致。wait()、notify()和notifyAll()是Object类的方法，常用于实现生产者消费者模式，线程通过这些方法进行通信，等待或唤醒其他线程。 生产者消费者模式是一种典型的线程同步场景，其中生产者线程负责生成数据，消费者线程负责消耗数据。生产者在数据准备好后通知消费者，消费者在数据未准备好时等待。这种模式通常借助于BlockingQueue（阻塞队列）来实现，生产者将数据放入队列，消费者从队列中取出数据，队列满时生产者会阻塞，队列空时消费者会阻塞。 在Java中，线程有六种状态：NEW、RUNNABLE、BLOCKED、WAITING、TIMED_WAITING和TERMINATED。线程的状态转换是由操作系统的调度和线程自身的状态决定的。例如，调用sleep()方法会使线程进入TIMED_WAITING状态，调用wait()方法则会让线程进入WAITING状态。 线程的优先级在不同的操作系统中有所不同，Java提供了10个级别的优先级，但并不保证优先级高的线程一定会先执行，因为线程调度策略由操作系统决定。在Java中，可以通过setPriority()方法设置线程的优先级，但在多线程环境中，更推荐使用线程池和同步机制来控制执行顺序，而不是依赖于优先级。 在多线程编程中，中断线程是一个常见的需求。Java提供了interrupt()方法来中断线程，但需要注意的是，中断并不会立即终止线程，而是设置线程的中断标志。线程可以通过检查中断标志来决定是否结束执行，例如在while循环中检查isInterrupted()或在捕获InterruptedException时退出循环。 多线程编程涉及到线程的创建、同步、通信以及中断等多个方面。理解和掌握这些概念及机制对于编写高效、安全的并发程序至关重要。在实际开发中，合理利用线程池、同步机制和异常处理可以有效避免线程安全问题，提高程序的并发性能。