Java线程同步与wait-notify机制详解

线程的同步是Java编程中一项重要的概念，尤其是在处理多线程环境下的并发控制。在Java技术基础的背景下，本章节深入探讨了线程同步的基本原理和实践。首先，理解线程的独立性和异步性至关重要，特别是在共享资源访问时。当多个线程试图同时访问同一数据项，如静态字段、全局对象或集合，可能会引发数据一致性问题。为了解决这个问题，Java提供了`synchronized`关键字来确保线程之间的协调，确保数据操作的原子性和一致性。 `synchronized`关键字用于标记一个代码块或方法，使得在同一时间只有一个线程可以执行这部分代码，从而避免了竞态条件。这是通过内部的锁机制实现的，当一个线程获得了锁，其他尝试进入同步代码的线程会被阻塞，直到锁被释放。`wait()`, `notify()`, 和 `notifyAll()` 方法则提供了一种更精细的线程交互方式，允许线程主动让出CPU执行权、唤醒等待的线程或唤醒所有等待的线程。 Java中的线程概念与进程相对，线程是进程中的执行路径，一个进程可以有多个并发线程共享同一内存空间，这使得线程间的通信、数据交换和同步变得可能。Java语言本身支持多线程，比如`java.lang.Thread`类和`java.lang.Runnable`接口的使用，这两个工具在客户端/服务器架构、GUI应用以及提高程序性能和利用多处理器系统等方面发挥关键作用。 在实践中，创建线程有两种方式：继承自`Thread`类或者实现`Runnable`接口。通过`Thread`类，可以直接重写`run()`方法；而通过`Runnable`接口，可以在实现了该接口的类中定义`run()`方法，然后将其作为参数传递给`Thread`构造函数创建新线程。 初探线程时，例如在`SimpleThread`示例中，创建一个线程时需要指定一个字符串参数，这个字符串会被传递给`super(str)`调用，实际上是传递给父类`Thread`的构造函数。线程的生命周期包括初始化、运行、阻塞等待、唤醒和结束等阶段，这些都需要程序员在编写多线程代码时仔细考虑和管理。 Java线程同步的关键在于理解和运用`synchronized`、`wait()`, `notify()`, 和 `notifyAll()`，以及如何有效地设计和管理多线程程序，以确保程序的正确性和高效性。在实际应用中，开发者需要根据具体场景灵活选择合适的线程模型和同步策略，以充分利用多核处理器的优势，同时避免常见的并发问题。