Java多线程编程实战指南

"Java多线程编程指南" Java多线程编程是Java开发中的关键领域，它涉及到在单个程序中同时执行多个任务的能力。深入理解并掌握多线程技术，能够有效地利用现代多核处理器的计算能力，提高程序的执行效率和响应速度。Java平台提供了丰富的API和机制来支持多线程编程，包括Thread类、Runnable接口、Executor框架等。 1. **线程基础** - **线程创建**：Java中可以通过继承Thread类或者实现Runnable接口来创建线程。前者直接操作Thread对象，后者则将运行逻辑封装在Runnable对象中，然后传递给Thread。 - **线程启动与停止**：通过调用Thread对象的start()方法启动线程，而不能直接调用run()方法。线程的停止通常不建议直接使用stop()方法，因为这可能导致资源泄露，而是推荐使用中断机制或者共享标志来优雅地停止线程。 2. **线程同步与通信** - **同步机制**：Java提供了synchronized关键字来实现线程同步，保证同一时刻只有一个线程访问临界区，防止数据竞争。 - **wait(), notify(), notifyAll()**：这些方法用于线程间的通信，允许一个线程等待另一个线程的通知。 - **Lock接口与ReentrantLock**：锁接口和可重入锁提供了比synchronized更灵活的同步控制，如公平锁、非公平锁、读写锁等。 - **Condition接口**：与Lock配合使用，可以实现线程的精确唤醒和等待。 3. **线程池与Executor框架** - **ExecutorService**：Java 5引入的ExecutorService接口是线程池的核心，它提供了一种管理线程的方式，可以控制线程的创建、执行和销毁。 - **ThreadPoolExecutor**：ExecutorService的一个具体实现，允许配置线程池的大小、拒绝策略等。 - **ScheduledExecutorService**：用于调度周期性任务，可以设置定时执行、固定延迟执行等。 4. **并发工具类** - **CountDownLatch**：用于一次性释放多个线程等待的信号量。 - **CyclicBarrier**：允许多个线程到达一个屏障点后一起继续执行。 - **Semaphore**：信号量，用于控制同时访问特定资源的线程数量。 - **FutureTask**：代表一个异步操作的结果，可以查询任务是否完成，获取结果或取消任务。 5. **线程安全与并发设计模式** - **线程安全**：指在多线程环境中，代码能正确处理并发情况，不会出现数据不一致或资源竞争问题。 - **原子操作**：不可分割的操作，例如AtomicInteger、AtomicLong等类提供的原子操作。 - ** volatile 关键字**：用于确保变量的可见性和防止指令重排序。 - **线程局部变量**：ThreadLocal类用于创建每个线程私有的变量副本，避免了线程间的数据共享问题。 6. **异常处理与死锁** - **线程的异常处理**：线程中抛出的异常如果不被处理，会向上层的线程传播，可能导致整个程序的终止。 - **死锁**：两个或更多线程相互等待对方释放资源导致的僵局。避免死锁的关键是合理设计资源的获取顺序和避免循环等待。 了解并熟练掌握这些知识点是进行高效Java多线程编程的基础，能够帮助开发者编写出健壮、可扩展且性能良好的并发应用程序。