Java多线程详解：从线程概念到线程同步

"线程是程序执行的最小单位，比进程更细粒度，多个线程可以共享同一进程的资源。Java中的线程实现有两种方式，即继承Thread类或实现Runnable接口。线程提供了多任务执行的能力，能充分利用CPU资源，简化编程模型，处理异步事件，并提高效率。线程的状态包括新建、就绪、运行、阻塞和死亡。创建线程可以通过Thread类或Runnable接口，Thread类提供start()、run()等方法，而Runnable接口仅包含run()方法，允许类进行多重继承。线程同步和通信是避免数据竞争的关键，包括synchronized关键字、wait()、notify()等机制。死锁则是多个线程相互等待对方释放资源导致无法继续执行的情况。" 详细内容: 1. **进程与线程** - 进程是程序的一次执行实例，拥有独立的内存空间和资源，而线程是进程内的执行路径，多个线程共享同一进程的资源。 - 多线程意味着一个程序内可以同时执行多个任务，而多进程是指操作系统同时运行多个独立的程序。 2. **Java的多线程机制** - Java通过Thread类和Runnable接口来实现多线程。 - 继承Thread类，覆盖run()方法，直接创建Thread对象并调用start()启动线程。 - 实现Runnable接口，实现run()方法，然后将Runnable实例传递给Thread对象，由Thread启动。 3. **线程状态** - 新建 (New): 线程被创建但未启动。 - 就绪 (Runnable): 线程已启动，等待CPU分配执行时间。 - 运行 (Running): CPU正在执行线程的代码。 - 阻塞 (Blocked): 线程被暂停，例如因等待锁或其他资源。 - 死亡 (Terminated): 线程执行完毕或被强制停止。 4. **线程的创建和使用** - 继承Thread类: `class MyThread extends Thread { public void run() {...}}`，然后创建MyThread实例并调用start()。 - 实现Runnable接口: `class MyRunnable implements Runnable { public void run() {...}}`，然后用Thread构造器创建线程: `Thread t = new Thread(new MyRunnable()); t.start();` 5. **线程的常用方法** - `start()`: 启动线程，执行run()方法。 - `run()`: 线程执行的主要逻辑。 - `sleep(long millis)`: 让当前线程休眠指定的毫秒数。 - `join()`: 等待线程结束。 - `interrupt()`: 中断线程。 6. **线程同步** - synchronized: 用于锁定代码块或整个方法，防止多个线程同时执行。 - wait(), notify(), notifyAll(): 对象级别的锁控制，用于线程间通信和协作。 7. **线程通信** - 使用BlockingQueue等并发容器进行线程间的通信，例如Producer-Consumer模式。 - 使用Future和Callable接口，通过ExecutorService管理线程并获取结果。 8. **死锁** - 当两个或多个线程相互持有对方需要的资源，形成循环等待，导致所有线程都无法继续执行。 - 避免死锁的关键在于合理设计资源获取顺序和超时策略，以及使用死锁检测算法。 了解这些基础知识后，开发者能够有效地在Java程序中使用多线程，提高程序的并发性能和响应速度，同时注意避免并发问题，如数据不一致性和死锁。