Java多线程详解：创建、调度与同步

多线程是计算机程序设计中的一个重要概念，它允许在单个进程中同时执行多个任务，从而提高程序的执行效率和响应能力。Java语言支持多线程编程，提供了两种常见的线程创建方式：继承Thread类或实现Runnable接口。接下来，我们将深入探讨这些主题。 1. **线程的创建与开启** - **继承Thread类**：这是早期Java版本推荐的方式，通过创建Thread子类并重写run()方法。然而，由于Java的单继承限制，现在更倾向于使用**实现Runnable接口**，这样可以在一个类中同时实现多个接口。 - **启动线程**：创建Thread对象后，调用其start()方法启动线程。start()方法会自动调用run()方法，执行线程的代码。 2. **线程名称** - 每个Thread对象都有一个默认名称，可以通过调用super.getName()设置。如果没有显式设置，主线程通常会被赋予"main"名称。如果想在代码中获取线程名称，可以使用Thread.currentThread().getName()。 3. **线程调度与控制** - - **start()**: 启动线程，将线程放入可运行队列，等待操作系统调度。 - **Sleep()**: 让当前执行线程暂停执行指定的时间，释放CPU资源。 - **join()**: 主线程等待子线程执行完毕后再继续。 - **yield()**: 提交当前线程的执行权，让其他线程有机会运行，不保证立即切换。 - **中断线程**：使用interrupt()方法标记线程中断，但不会终止线程，仅改变中断标志位。 4. **线程共享成员变量与终止** - **线程安全问题**：多个线程访问共享变量可能导致数据不一致，因此需要使用适当的同步机制如synchronized。 - **线程终止**：Java不推荐使用stop()方法来终止线程，因为它可能破坏线程的正常执行流程。正确的做法是让线程自己完成任务或通过中断标志位控制。不能直接终止线程，需要编写代码来优雅地结束线程。 5. **线程同步（synchronized）** - **同步方法**：通过在方法前添加`synchronized`关键字，确保同一时刻只有一个线程访问该方法。 - **同步代码块**：使用`synchronized(this)`或其他对象作为锁来锁定特定代码块，确保在任一时刻只有一个线程执行这部分代码。 - **锁的选择**：任何对象都可以作为锁，但需谨慎选择，以避免死锁或资源争抢。 6. **线程同步问题** - **性能影响**：频繁的线程同步可能会导致性能下降，因为频繁的上下文切换增加了系统开销。 - **死锁**：当两个或多个线程相互等待对方释放资源时，会导致死锁。睡眠时释放锁可能导致死锁，需要合理使用同步策略来避免。 多线程编程是提高程序并发处理能力的关键技术，理解线程创建、调度、同步和终止的原理，以及如何避免同步问题，对于高效编写并发应用至关重要。通过熟练掌握这些概念，开发人员可以编写出更加高效、稳定的多线程应用程序。