Java多线程详解:从线程概述到线程间通信

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"线程是并发执行的代码段,它与进程一起构成了现代计算机系统并发执行的基础。在Java中,线程是通过java.lang.Thread类来实现的,它提供了多种构造器供用户创建线程,并通过start()方法启动,使得线程进入就绪状态等待执行。线程体通常定义在run()方法内。" 线程概述: 多线程是一种程序设计范式,它允许在单个应用程序中同时执行多个独立的代码流。这与多进程不同,多进程是在操作系统层面同时运行多个任务或程序。而在多线程环境下,多个线程共享同一块内存空间,这意味着它们可以访问相同的变量和对象,从而提高了程序的效率和响应速度。 Java线程模型: Java的线程模型是由虚拟的CPU(由Thread类封装)和执行的代码及数据组成的。Thread类代表了线程实体,它包含了CPU执行的代码以及处理的数据。创建线程时,需要提供实现Runnable接口的类实例,或者直接扩展Thread类,然后重写run()方法,将线程需要执行的任务放入run()方法内。 创建线程: 创建线程主要有两种方式:一是扩展Thread类,二是实现Runnable接口。扩展Thread类可以直接在子类中重写run()方法,而实现Runnable接口则需要将实现类作为参数传递给Thread的构造器。启动线程的关键在于调用start()方法,而不是直接调用run(),因为start()会触发线程的执行,而run()只会作为普通方法在当前线程中执行。 后台线程(守护线程): 后台线程,也称为守护线程,如垃圾收集器就是典型的后台线程。当所有非守护线程结束时,即使还有守护线程在运行,JVM也会退出。 线程的join()方法: join()方法用于等待指定线程执行完毕。调用join()后,当前线程会被阻塞,直到调用join()的线程执行完毕。 多线程编程: 多线程编程涉及线程间的同步和通信,以避免竞态条件和死锁等问题。synchronized关键字用于实现线程同步,保证同一时间只有一个线程能执行特定代码块。线程间通信通常通过wait(), notify()和notifyAll()方法进行,这些方法在Object类中定义。 线程间同步: 线程同步是为了控制多个线程对共享资源的访问,确保数据的一致性和完整性。Java提供了多种同步机制,包括synchronized、Lock接口(如ReentrantLock)、Semaphore、CyclicBarrier等。 线程间通信: 线程间通信是指线程间交换数据的方式,如使用wait()和notify()方法配合synchronized来实现线程间的协作,或者使用BlockingQueue等高级并发工具实现线程间的数据传递。 总结来说,线程是并发编程的核心,理解Java中的线程模型、创建和管理线程的方法、线程同步和通信机制,对于编写高效、安全的多线程程序至关重要。