Java多线程深度解析：线程通信与并发控制

"这篇文档详细介绍了Java中的多线程以及线程间通信的概念，通过具体的代码示例展示了如何实现多线程以及为何某些线程行为可能不符合预期。文档还提到了线程同步的重要性和相关方法，如`sleep()`、`start()`、`run()`等。" 在Java编程中，多线程是一项关键特性，它允许程序同时执行多个任务，从而提高应用程序的效率和响应性。多线程的实现通常有两种方式：继承`java.lang.Thread`类或者实现`Runnable`接口。 **1. 虚假的多线程** 在提供的代码示例中，创建了两个`TestThread`对象，每个对象都有自己的`go`方法。然而，尽管期望它们能交替打印`i`和`j`的值，实际上，由于线程调度的原因，一个线程会持续打印`i`的值，而另一个线程无法获得执行的机会。这是因为`sleep()`方法并不会释放CPU资源，而是让当前线程进入等待状态，其他线程仍然需要竞争才能获取执行权。这就是为什么在单个线程中调用`sleep()`不会立即切换到另一个线程的原因。 **2. 实现多线程** **2.1 继承Thread类** 当继承`Thread`类时，我们需要覆盖`run()`方法，这是线程执行的主要逻辑。然后通过调用`start()`方法启动线程，而不是直接调用`run()`。`start()`方法内部会调用`run()`，并且在必要时进行线程上下文切换，确保线程并行执行。 ```java class MyThread extends Thread { public void run() { // 这里放置线程执行的代码 } public static void main(String[] args) { new MyThread().start(); } } ``` **2.2 实现Runnable接口** 如果不想让类直接继承`Thread`（因为Java不支持多重继承），可以选择实现`Runnable`接口，然后将`Runnable`对象传递给`Thread`的构造函数。这种方式更加灵活，因为可以将`Runnable`作为字段嵌入到其他类中。 ```java class MyRunnable implements Runnable { public void run() { // 这里放置线程执行的代码 } } public class Main { public static void main(String[] args) { Thread thread = new Thread(new MyRunnable()); thread.start(); } } ``` **3. 线程间的通信** 在多线程环境中，有时需要线程之间进行通信，以协调它们的工作。Java提供了多种机制，如： - **synchronized关键字**：用于实现线程同步，防止数据的不一致性和竞态条件。它可以作用于方法或代码块，确保同一时间只有一个线程可以执行特定的代码。 - **wait(), notify(), notifyAll()**：这些方法在Object类中定义，用于线程间的通信和协作。在一个同步块或方法中调用它们，可以让线程释放锁并等待，或者唤醒正在等待的线程。 - **Semaphore, CyclicBarrier, CountDownLatch**：这些是Java并发包(`java.util.concurrent`)中的高级同步工具，用于控制线程的并发访问数量，或者在一组线程完成某个任务后继续执行。 - **BlockingQueue**：队列数据结构，提供了一种线程安全的数据交换方式，常用于生产者-消费者模型。 理解并熟练掌握Java多线程的实现和通信机制是编写高效并发程序的基础。实践中，需要根据具体需求选择合适的方法，保证线程安全，避免死锁等问题，同时考虑性能优化，如使用并发容器和并发工具类。