Java线程详解：从概念到多线程控制

"该课程是关于Java线程的讲解，主要涵盖了线程的概念模型、创建与启动、状态控制、临界资源与对象锁、线程的互斥与同步等内容。适用于学习Java多线程编程的学员。" 在Java编程中，多线程是一种重要的并发编程机制，它允许程序在同一时间执行多个独立的执行流，从而提高系统资源的利用率和程序的响应速度。本课程以“第十八讲”的形式，深入探讨了Java线程的相关知识点。 1. **线程的概念模型**：线程被理解为一个进程内部的单一顺序控制流，它是轻量级的进程，拥有独立的程序计数器（PC）、运行栈，但与同一进程中的其他线程共享代码和数据空间，相比进程，线程间的切换开销更小。 2. **线程的创建与启动**：在Java中，可以通过继承`java.lang.Thread`类或实现`Runnable`接口来创建线程。创建线程后，调用`start()`方法启动，这将使得线程进入就绪状态，等待操作系统分配CPU时间片执行。 3. **线程的状态控制**：线程有多种状态，包括新建、就绪、运行、阻塞和终止。通过调用特定的方法如`sleep()`, `join()`, `wait()`, `notify()`等，可以对线程的状态进行控制。 4. **临界资源与对象锁**：在多线程环境下，某些资源可能会被多个线程同时访问，导致数据不一致，这类资源称为临界资源。Java提供了synchronized关键字来实现对象锁，确保同一时刻只有一个线程可以访问某个特定的代码块或方法，防止数据竞争问题。 5. **死锁**：当两个或更多线程互相等待对方释放资源而形成的一种僵局，称为死锁。避免死锁的关键在于合理设计资源获取顺序和避免循环等待。 6. **线程的互斥与同步**：互斥是指在同一时刻只允许一个线程访问临界资源，而同步则是确保线程按照特定的顺序执行，避免数据不一致。Java提供了多种同步机制，如`synchronized`、`wait/notify`机制、`ReentrantLock`等。 7. **线程安全**：为了保证多线程环境下的正确性，需要编写线程安全的代码，即无论有多少线程并发执行，都能得到预期的结果。 8. **线程通信**：线程间可以通过`wait()`, `notify()`, `notifyAll()`等方法进行通信，协调彼此的执行顺序。 9. **线程池**：为了提高性能和管理线程，Java提供了ExecutorService和ThreadPoolExecutor等工具，允许预先创建一组线程，复用这些线程来执行任务，减少线程创建和销毁的开销。 10. **线程优先级**：Java线程有优先级设定，可以通过`setPriority()`方法设置，优先级高的线程可能获得更多的CPU执行时间，但实际调度仍取决于操作系统的策略。 通过本课程的学习，开发者将能够理解和掌握Java线程的基本概念、使用方法以及如何解决多线程环境下的并发问题，提升在多线程编程领域的技能。