Java并发编程：线程与Runnable、Callable解析

"Java并发基础——线程创建与通信" 在Java并发编程中，线程是实现并发的关键元素，它允许程序同时执行多个任务，从而提高了系统效率和响应性。Java提供了多种方式来创建和管理线程，以适应不同的场景需求。 1. 继承Thread类： 创建线程的一种常见方式是通过继承`Thread`类。在子类中，我们需要重写`run`方法，这是线程执行的主要逻辑。例如，`SimpleThread`类就展示了这一方法，其中`run`方法用于打印线程名和一个计数器。启动线程通过调用`start()`方法完成，这会自动调用`run`方法，并且主线程会等待`start()`方法返回，表明子线程已经结束。在`main`方法中，主线程会打印出自己的名字，即当前正在执行的线程名。 2. 实现Runnable接口： 另一种创建线程的方法是实现`Runnable`接口，然后将实现类的实例传递给`Thread`类的构造函数。`Task`类展示了这种方式，它的`run`方法与`SimpleThread`类似，只是线程名的获取换成了`Thread.currentThread().getName()`。这种方式灵活性更高，因为Java不支持多重继承，而可以实现多个接口。 3. Callable与Future： 对于需要返回结果的线程任务，`Runnable`接口就不够用了，因为其`run`方法没有返回值。这时，我们可以使用`Callable`接口，它定义了一个`call`方法，该方法可以返回一个`V`类型的值。`Future`接口则提供了获取、取消和检查任务状态的方法。为了使用`Callable`，我们需要`ExecutorService`和`Future`，如`ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(1);`创建一个线程池，然后使用`executor.submit(callable)`提交任务并获取`Future`对象，最后通过`Future.get()`来获取结果。 4. 线程同步与通信： 在多线程环境中，数据一致性问题和资源竞争是常见的挑战。Java提供了多种工具来处理这些问题，如： - `synchronized`关键字：用于控制对共享资源的访问，保证同一时刻只有一个线程可以执行特定代码块。 - `wait()`, `notify()`, `notifyAll()`：这些方法允许线程之间进行通信，一个线程可以通过调用`wait()`释放锁并进入等待状态，直到其他线程调用`notify()`或`notifyAll()`唤醒它。 - `java.util.concurrent`包：提供了高级同步工具，如`Semaphore`（信号量），`CyclicBarrier`（循环屏障）和`CountDownLatch`（倒计时锁）等，它们简化了线程间的协调。 5. volatile关键字： `volatile`关键字可以确保共享变量的修改对所有线程可见，避免了线程工作内存中的副本导致的数据不一致。但要注意，`volatile`不能保证原子性，对于复合操作，可能还需要配合`synchronized`或其他同步机制。 6. ThreadLocal： `ThreadLocal`提供线程局部变量，每个线程都有自己的副本，不会互相干扰，常用于创建线程安全的缓存或存储线程相关的配置。 了解并熟练掌握这些并发基础，是编写高效、稳定的多线程Java程序的关键。通过合理地组织和管理线程，以及正确地同步和通信，开发者可以编写出既安全又高效的并发程序。