Java线程同步基础：概念、开发与控制

本章节深入探讨了Java中的核心概念——线程同步。线程在多任务处理中起着至关重要的作用，它是软件工程师在编写并发程序时的基础。在Java中，线程是程序执行的基本单位，每个独立的执行流程代表着一个线程。线程的三个基本要素包括CPU、代码（即执行的逻辑）和数据。 线程概念中，一个程序可以同时运行多个独立的流程，这些流程之间共享CPU资源，通过并发来提高系统的执行效率。主线程通常是指程序启动时的第一个线程，但开发者也可以创建并启动新的线程。Java提供了两种创建线程的方式：继承Thread类和实现Runnable接口。继承Thread类意味着创建子类，覆盖run()方法，而实现Runnable接口则允许重用已有类实例，并通过Thread构造函数传递Runnable对象。 线程的状态管理是确保并发正确性的重要部分。线程生命周期包含初始状态（新建）、可运行状态（就绪）、运行状态（执行）和终结状态（已终止）。除了直接调用run()，通过调用sleep()方法可以使线程进入阻塞状态，但这种方式控制线程精确度不高，且可能导致死锁。join()方法可以强制等待一个线程完成后再继续执行，但不当使用会导致循环依赖问题。 线程同步在并发编程中至关重要，尤其是在共享资源的情况下。本章节通过实例展示了如何使用数组模拟一个线程安全的栈，通过synchronized关键字或Lock接口来控制多个线程对同一资源的访问，避免数据竞争和不一致性。这涉及到锁机制的使用，如synchronized块、synchronized方法和ReentrantLock等，这些都是确保并发操作正确性和互斥性的关键。 总结来说，Java的线程同步技术是并发编程的核心，理解线程的概念、创建方式、状态转换以及同步机制对于编写高效、无竞态条件的并发代码至关重要。掌握这些知识，软件工程师能够更好地设计和优化多线程应用程序，提升系统的并发性能和稳定性。